Question

20．如图是测定空气中氧气含量的实验装置，请据图完成下列问题：
（1）实验过程中，燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷？将瓶内的氧气完全反应；
（2）如果反应后进入集气瓶中的水的体积不到瓶中气体总体积的$\frac{1}{5}$，可能的原因有（写出两条即可）．红磷的量不足、装置漏气等；
（3）请写出红磷与氧气反应的化学方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ，该反应的基本反应类型是化合反应（填“化合反应”或“分解反应”）；
（4）在此实验过程中能否用碳来代替红磷？不能（填“能”或“不能”），原因是木炭燃烧生成了二氧化碳，瓶内压强不变．

Answer 1

分析 测定空气中氧气的含量实验原理：利用红磷燃烧消耗空气中的氧气，使左边集气瓶内气体体积变小，压强变小，从而在外部大气压的作用下使烧杯内的水进入集气瓶，通过测量进入集气瓶中水的量来确定空气中氧气的体积分数．据此分析回答有关的问题．

解答 解：（1）要测定空气中氧气的含量，就应将密闭容器内空气中的氧气完全反应掉，所以，实验过程中，燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷的原因是：将瓶内的氧气完全反应；
（2）如果反应后进入集气瓶中的水的体积不到瓶中气体总体积的$\frac{1}{5}$，可能的原因有：红磷的量不足、装置漏气等；
（3）红磷与氧气反应生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ，该反应的基本反应类型是化合反应
（4）在此实验过程中不能用碳来代替红磷，原因是木炭燃烧生成了二氧化碳，瓶内压强不变．
故答为：（1）将瓶内的氧气完全反应；（2）4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ，化合反应；（3）不能，木炭燃烧生成了二氧化碳，瓶内压强不变．

点评 本题是测定空气中氧气的含量，我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数．