题目内容

12.某同学用右图装置测定空气中氧气的体积分数.请你填写有关空格,并与同学交流.
(1)该实验中,红磷需稍过量,目的是将瓶中氧气完全消耗.该物质燃烧反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷.
(2)待该物质熄灭并冷却后,打开弹簧夹观察到的现象是水沿导管进入集气瓶占其剩余容积的$\frac{1}{5}$.
(3)实验结束时,打开止水夹,水进入瓶中的体积小于瓶中空气的$\frac{1}{5}$,可能原因是什么?(写出一条即可)装置漏气(或红磷的量不足或未等冷却到室温打开弹簧夹)
(4)由本实验还可以推测氮气的性质有化学性质稳定、难溶于水;不支持燃烧等(合理即可).
(6)若将红磷换成碳粉,该实验能否获得成功?否(填能或否)理由是碳燃烧产物是二氧化碳气体,使装置内压强几乎不变,水几乎不进入集气瓶中,无法测定.

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;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.

解答 解:(1)为了使实验结果准确,要用过量的红磷确保氧气被完全消耗掉;磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷.故填:将瓶中氧气完全消耗;磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷;
(2)打开弹簧夹观察到的现象是水从烧杯中倒吸入集气瓶中,约占集气瓶体积的$\frac{1}{5}$;故填:水沿导管进入集气瓶占其剩余容积的$\frac{1}{5}$;
(3)实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于$\frac{1}{5}$,这可能的原因是:没有冷却至室温,就打开弹簧夹;或装置气密性不好;或红磷量不足,集气瓶中的氧气没有消耗完.故填:装置漏气(或红磷的量不足或未等冷却到室温打开弹簧夹);
(4)由于水进入后氮气没有减少,磷燃烧时没有消耗氮气,所以说明氮气具有难溶于水,既不能够燃烧也不支持燃烧的性质;
故填:化学性质稳定、难溶于水;不支持燃烧等(合理即可);
(5)若将红磷换成碳粉,该实验不能获得成功,理由是碳粉燃烧生成的产物在常温下是气体,使装置内压强几乎不变,水几乎不进入集气瓶中,无法测定.故答案为:否;碳燃烧产物是二氧化碳气体,使装置内压强几乎不变,水几乎不进入集气瓶中,无法测定.

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.

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