Question

5．已知空气的主要成分是氮气和氧气，某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图1所示：
（1）红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷磷燃烧的现象产生大量白烟该实验中红磷稍过量，目的是保证瓶内氧气充分耗尽．
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水量约是集气瓶体积的$\frac{1}{5}$，由本实验还可以推知氮气的哪一性质？试写出其中一种难溶于水或不燃烧不支持燃烧．
（3）若将红磷换成硫粉，该实验能否获得成功？不能，理由是硫燃烧产生SO₂是气体，瓶内压强不变，水不会倒流．
（4分）如图2为已收集满的一瓶无色无毒气体．请你用学过的知识进行探究，确定该气体可能是什么气体．

假设（猜想）	验证方法及操作	可能看到的现象	结论

Answer 1

分析 （1）根据红磷燃烧的生成物写出文字表达式，根据实验目的分析红磷过量的原因；
（2）根据实验现象分析氮气的性质；
（3）根据硫燃烧的产物是气体分析；
（4）密度大于空气的气体在存放时，集气瓶正放，如本题中的存放方式；气体密度小于空气时，存放气体的集气瓶应倒放；
验证氧气，用带火星的木条进行，看到木条复燃，则气体可确定为氧气；
验证二氧化碳，气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，可以确定气体为二氧化碳．

解答 解：（1）红磷燃烧产生大量白烟；磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷
该实验要测空气中氧气的含量，因此要将瓶内空气中的氧气完全反应掉，因此红磷要稍过量
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水量约是集气瓶容积的$\frac{1}{5}$，本实验还可以推知氮气性质有：不溶于水，或不燃烧、不助燃
（3）硫燃烧产生SO₂是气体，瓶内压强不变，水不会倒流，因此换成木炭不可以；
（4）根据盛有气体的集气瓶正放，可以推知气体密度大于空气，且气体“无色无毒”，在初中化学中最常见的这种气体可能是氧气或二氧化碳；
把带火星木条伸入瓶中，若木条复燃，可以证明气体为氧气；
向瓶内倒入澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊，证明瓶内气体为二氧化碳．
故答案为：
（1）磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．产生大量白烟；保证瓶内氧气充分耗尽．
（2）$\frac{1}{5}$，难溶于水或不燃烧不支持燃烧．
（3）不能，硫燃烧产生SO₂是气体，瓶内压强不变，水不会倒流．
（4）

假设（猜想）	验证方法及操作	可能看到的现象	结论
该气体无色无毒且比空气重， 猜想可能为氧气或二氧化碳	1、拉开玻璃片用带火星的木条放在瓶口的间隙处 2、在瓶内倒入澄清石灰水	1、若木条复燃 2、石灰水变浑浊	证明是O2 证明是CO2

点评 本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．