Question

用来测定空气成分的方法很多，如图所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法．
实验过程是：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并标记．用止水夹夹紧橡皮管．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭，打开弹簧夹．
根据上述实验回答：
（1）打开止水夹前看到的主要现象是______，红磷在空气中燃烧的文字表达式为______

Answer 1

【答案】分析：根据已有的知识进行分析，空气中氧气约占其体积的五分之一，测定时可以使用红磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小的方法，磷燃烧能生成五氧化二磷，若使用木炭，由于碳燃烧生成的是二氧化碳气体，压强变化不大，故不能测得氧气的含量，进行此实验时，必须保证装置的气密性良好，红磷足量，瓶子冷却后再打开弹簧夹，否则会导致结果不准确．
依据实验改进的过程分析其操作步骤是：将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管；点燃酒精灯；撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；读取注射器活塞的数据．图2实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为8mL处停止；
解答：解：（1）打开止水夹前看到磷燃烧的现象红磷燃烧，产生大量的白烟，最终熄灭；而打开止水夹后由于氧气的消耗瓶内气压变低，所以水会从导管进入集气瓶水量约占集气瓶容积的；磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，其反应表达式为磷+氧气五氧化二磷；
（2）从进入的水量可知空气中氧气的含量约为空气体积的；
（3）若红磷燃烧一段时间后自动熄灭，从燃烧条件看是由于氧气已消耗完全；而若测定出O₂的含量小于空气体积的，原因可能是红磷的量不足，或是没有等广口瓶冷却就打开止水夹等．
（4）过量红磷能彻底耗尽空气中的氧气，使实验结果更准确一些；
（5）若将红磷换成炭粉，该实验不能获得成功，因为碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强无明显变化．
（6）依据实验的具体过程可知该实验的操作步骤应该是将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管；点燃酒精灯；撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；读取注射器活塞的数据．由于空气中氧气的含量约为空气体积的，因为氧气约占空气体积的，而试管的容积是45mL，当其内氧气被耗尽时气体减少的体积为：45mL×，所以活塞所处的刻度值为10mL-45mL×=1mL
故答案为：：（1）红磷燃烧产生大量白烟过一会熄灭；水会从导管进入集气瓶水量约占集气瓶容积的；磷+氧气五氧化二磷；
（2）；
（3）红磷的量不足（或是没有等广口瓶冷却就打开止水夹等）．
（4）耗尽空气中的氧气；
（5）若碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强无明显变化．
（6）③①②④；1；
点评：本考点考查的是空气中氧气含量的探究实验，根据实验操作图，回忆实验中现象，由实验中的注意事项，对实验结果进行评价，从而理解该实验的探究目的．对实验结果进行评价，是近几年中考的重点之一，要好好把握．