Question

4．某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图1．实验步骤如下：

①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，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，打开止水夹．请回答
（1）该实验中红磷需过量，目的是耗尽瓶内氧气．
（2）步骤②集气瓶中的现象是红磷燃烧，产生大量白烟，放热，生成白色固体，其反应的符号表达式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，该反应属于化合反应（填反应类型）．
步骤③中打开止水夹后观察到的现象是水倒吸进入瓶中，进入瓶中水的体积约占瓶内空气体积的五分之一若未等集气瓶冷却至室温就打开止水夹，则测得氧气体积分数偏小．
（3）若进入瓶中水的体积比指定位置偏大，则原因可能是红磷点燃后伸入瓶中太慢，未及时盖紧瓶塞．瓶中气体受热逸出
（4）实验结束后，冷却到室温，集气瓶内是否还有氧气没有（填，有或没有）
（5）该实验可推论出氮气难（填“易”或“难”）溶于水和化学性质不活泼（填“活泼”或“不活泼”），根据性质写出氮气的一种用途作保护气．
（6）能否将实验中的红磷换成炭粉或细铁丝，为什么？不能，碳燃烧会生成二氧化碳气体．
（7）小青设计了如图2所示的改进装置，其优点是不污染空气（只写一点）．

Answer 1

分析 红磷在空气中燃烧时产生大量白烟，放出热量，生成五氧化二磷；
根据实验现象可以判断氮气的性质；
木炭燃烧生成二氧化碳气体；
不同的实验装置，优缺点不同．

解答 解：（1）该实验中红磷需过量，目的是耗尽瓶内氧气．
故填：耗尽瓶内氧气．
（2）步骤②集气瓶中的现象是红磷燃烧，产生大量白烟，放热，生成白色固体，其反应的符号表达式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，该反应属于化合反应；
步骤③中打开止水夹后观察到的现象是水倒吸进入瓶中，进入瓶中水的体积约占瓶内空气体积的五分之一；
若未等集气瓶冷却至室温就打开止水夹，则测得氧气体积分数偏小．
故填：红磷燃烧，产生大量白烟，放热，生成白色固体；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；化合；水倒吸进入瓶中，进入瓶中水的体积约占瓶内空气体积的五分之一；小．
（3）若进入瓶中水的体积比指定位置偏大，则原因可能是：红磷点燃后伸入瓶中太慢，未及时盖紧瓶塞，瓶中气体受热逸出．
故填：红磷点燃后伸入瓶中太慢，未及时盖紧瓶塞，瓶中气体受热逸出．
（4）实验结束后，冷却到室温，集气瓶内没有氧气．
故填：没有．
（5）该实验可推论出氮气难溶于水和化学性质不活泼，氮气可以用作保护气．
故填：难；不活泼；作保护气．
（6）不能将实验中的红磷换成炭粉或细铁丝，因为碳燃烧生成二氧化碳气体．
故填：不能；碳酸钠燃烧会生成二氧化碳气体．
（7）小青设计了如图2所示的改进装置，其优点是不污染空气，操作简便，测量更准确等．
故填：不污染空气．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．