Question

20．某同学用如图装置测定空气中氧气的体积分数．请你填写有关空格．
（1）燃烧的现象是发出黄光、冒出浓厚的白烟，放出热量，文字表达式是磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水的体积约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；由此得出的结论是氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
（3）实验后发现测定出空气中氧气的体积分数低于$\frac{1}{5}$，这可能的原因是装置漏气、红磷不足、没有冷却至室温就打开止水夹．
（4）由本实验可以推测氮气的物理性质难溶于水、化学性质不燃烧、也不支持燃烧．

Answer 1

分析 （1）根据红磷燃烧的显现以及反应原理来分析；
（2）根据红磷燃烧耗尽了集气瓶内的氧气来分析；
（3）如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败；
（4）根据水进入后氮气没有减少，磷燃烧时没有消耗氮气来考虑．

解答 解：（1）红磷在空气中燃烧发出黄光、冒出浓厚的白烟，放出热量；磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；故填：发出黄光、冒出浓厚的白烟，放出热量；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）由于红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，压强减小，所以等燃烧停止并冷却后，打开弹簧夹，观察到的现象是烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水的体积约占集气瓶容积的五分之一；进入的水的体积即为消耗的氧气体积；故填：烧杯中的水进入集气瓶，且进入的水的体积约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；
（3）装置漏气，红磷不足，没有冷却至室温就打开弹簧夹，都能够导致测定的空气体积分数小于五分之一．故填：装置漏气；红磷不足；没有冷却至室温就打开止水夹；
（4）氮气的性质的归纳，要从本实验的实际来进行，不要脱离题目去回答和分析．实验中当装置内进入水以后，氮气依然能够存在这就说明氮气是难溶于水的也不和水反应．另外在红磷和氧气反应的过程中，氮气没有被消耗，所以氮气不和氧气、红磷反应，可以概括为性质稳定，当然也可以分开叙述，就是不和氧气反应，不支持燃烧等．
故填：难溶于水；不燃烧、也不支持燃烧．

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．