Question

3．测定空气中氧气体积含量的方法很多，如图甲所示是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法．实验过程如下：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹，观察现象．
（1）第二步中可以观察到的实验现象是生成大量的白烟，放出热量．
（2）第二步中发生的反应文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（3）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于总容积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的原因可能是红磷的量不足等（填一点）．
（4）燃烧后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气．请结合本实验推测氮气的化学性质有稳定性（填一点）．
（5）已知镁在空气中燃烧不仅会与氧气反应，还会与氮气反应：镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$氮化镁．根据上述反应，能否用镁代替红磷测定空气成分，理由是不能，镁不仅能和氧气反应还能和氮气反应，这样会导致水面上升超过的$\frac{1}{5}$，不能确定氧气的含量．
（6）小红同学又提出了新的测定空气中氧气体积含量的方案，如图乙所示，取一团用食盐水浸泡过的，光亮无锈的铁丝绒，放入一支洁净的试管的底部，将试管倒放在一个盛有水的烧杯中．与上面装置相比，你认为此装置的优点是操作简便、无污染．

Answer 1

分析 （1）根据红磷燃烧的现象分析回答；
（2）根据红磷燃烧的反应写出反应的文字表达式；
（3）根据实验的注意事项分析回答；
（4）根据实验的现象分析氮气的性质；
（5）根据镁的性质分析回答；
（6）根据实验的装置和过程分析优点．

解答 解：（1）红磷燃烧时的现象是：生成大量的白烟，放出热量；
（2）红磷燃烧生成了五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（3）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于总容积的$\frac{1}{5}$，导致这一结果的原因可能是：红磷的量不足、装置漏气等．
（4）燃烧后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气．由红磷的熄灭，可推测氮气不燃烧、不支持燃烧，性质稳定．
（5）已知镁在空气中燃烧不仅会与氧气反应，还会与氮气反应：镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$氮化镁．根据上述反应，不能用镁代替红磷测定空气成分，理由是镁不仅能和氧气反应还能和氮气反应，这样会导致水面上升超过的$\frac{1}{5}$，不能确定氧气的含量．
（6）小红同学又提出了新的测定空气中氧气体积含量的方案，如图乙所示，取一团用食盐水浸泡过的，光亮无锈的铁丝绒，放入一支洁净的试管的底部，将试管倒放在一个盛有水的烧杯中．与上面装置相比，该实验操作简便，误差小、不产生污染物等．
故答案为：（1）生成大量的白烟，放出热量；
（2）磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（3）红磷的量不足等；
（4）稳定性．
（5）不能，镁不仅能和氧气反应还能和氮气反应，这样会导致水面上升超过的$\frac{1}{5}$，不能确定氧气的含量；
（6）操作简便、无污染．

点评 只有熟悉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，才能正确解答本题．