题目内容

7.我校某同学设计了测定空气中氧气含量的实验,实验装置如图.该同学的实验步骤如下:
①在集气瓶中加少量的水,将水面上方的空间分为5等份.
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入一定量的红磷,将导管上的弹簧夹夹紧,在酒精灯上点燃红磷,并立即伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞.
③充分反应后,待集气瓶冷却至室温,打开弹簧夹.
请回答下列问题:
(1)步骤②集气瓶中燃烧的主要现象是红磷剧烈燃烧、放出大量热和产生大量白烟,其反应的文字(或符号)表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷(4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5);
(2)步骤③中打开弹簧夹后观察到的现象是烧杯中的水沿着导管进入集气瓶的“1”处,由此可得出空气中氧气的体积约占$\frac{1}{5}$;但本实验的结果是进入集气瓶中的水小于理论值,其原因可能是红磷量太少(只答一点,合理即可);
(3)②中点燃红磷的方法有什么后果?造成空气污染_.

分析 (1)红磷剧烈燃烧、放出大量热和产生大量白烟,
(2)由于红磷消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小,打开止水夹后观察到:水沿导管倒流进入集气瓶中,倒流至集气瓶容积的$\frac{1}{5}$处;进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5要从装置漏气,没有把氧气消耗完考虑;
(3)根据五氧化二磷有毒,用②中点燃红磷的方法会造成空气污染进行分析.

解答 解:(1)步骤②集气瓶中的现象是:红磷剧烈燃烧、放出大量热和产生大量白烟;反应物是磷和氧气,生成物是五氧化二磷,反应条件是加热,所以文字表达式是:磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷;反应的化学方程式是4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5.
(2)由于红磷消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小,打开止水夹后观察到的现象是:水沿导管倒流进入集气瓶中,倒流至集气瓶容积的$\frac{1}{5}$处,可以得出空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$;如果装置漏气会导致空气中氧气含量偏小,红磷量太少没有把装置内的氧气消耗完,也会导致空气中氧气含量偏小,没有冷却到室温就打开止水夹,也会导致空气中氧气含量偏小;
(3)五氧化二磷有毒,用②中点燃红磷的方法会造成空气污染.
答案:
(1)红磷剧烈燃烧、放出大量热和产生大量白烟;磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷(4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5);
(2)$\frac{1}{5}$;红磷量太少;
(3)造成空气污染.

点评 本题考查学生对实验原理与实验操作的理解等,难度中等,清楚实验原理是解题的关键,需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力.

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