Question

20．某化学兴趣小组为了测定空气中氧气的含量，改进了教材中的实验，进行了如下探究活动：
【查阅资料】红磷燃烧生成的五氧化二磷有毒，会刺激人的呼吸道．
【设计实验】设计了如图所示的装置进行探究活动．
【步骤与现象】
①量试管的容积为50mL；
②检查装置的气密性良好；
③装药品，将注射器活塞调整到合适位置，连接好仪器；
④用弹簧夹夹紧胶皮管，加热红磷，观察现象；
⑤燃烧结束后，等试管完全冷却至室温时打开弹簧夹，观察注射器活塞的移动情况．
【反思与交流】
（1）红磷燃烧的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷，观察到试管内的现象是产生大量白烟．
（2）步骤③中注射器活塞至少应调到12.5mL处．
（3）若实验结束时，发现测定的结果与实际值不相符，可能的原因是装置漏气、未等装置冷却就读数、红磷不足．
（4）改进后的装置相比于教材中的装置具有的优点：能使实验误差小，能够减少空气污染．

Answer 1

分析 （1）红磷能与氧气反应且生成固体五氧化二磷，（2）根据氧气约占空气体积的五分之一分析；（3）造成实验结果不准确的原因可从是否进入空气和氧气是否被全部消耗等方面分析；（4）根据实验装置的特点分析解答优点．

解答 解：（1）红磷能与氧气反应且生成固体五氧化二磷，文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；磷燃烧产生大量白烟；
（2）氧气约占空气体积的五分之一，试管中反应后应向左推进，设注射器中气体为x，试管的容积为50mL，反应前气体的总体积为50mL+x，所以反应后减少的体积为（50mL+x）×$\frac{1}{5}$=x，x=12.5mL．所以注射器活塞至少应调到12.5mL处．
（3）造成实验结果不准确的原因可能是：瓶塞未塞紧或装置漏气，也可能是未等装置冷却就读数、红磷不足；
（4）该化学兴趣小组设计的装置与教材中的测量氧气体积分数实验装置相比，有何优点是：装置在密封的容器中点燃，能使实验误差小，能够减少空气污染．
故答案为：（1）磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；产生大量白烟；
（2）12.5；
（3）装置漏气、未等装置冷却就读数、红磷不足（合理均可）；
（4）能使实验误差小，能够减少空气污染．

点评 本考点是用磷测定氧气在空气中的体积分数，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验要具体问题具体分析，根据设计的步骤中不同的现象去思考、去探究，从而回答题目给出的问题．本考点主要出现在填空题和实验题中．