Question

13．用如图所示的装置测定空气中氧气的含量（体积分数）．操作过程如下：
（1）检查整个装置的气密性后，将c处的弹簧夹夹紧，点燃红磷后，迅速插入左边的广口瓶中，观察最明显的现象是产生大量白烟；
（2）待燃烧停止，冷却至室温时，将c处的弹簧夹打开，观察到烧杯中的水被吸入广口瓶中，水增加的体积约为广口瓶容积的$\frac{1}{5}$．
（3）红磷燃烧的化学反应方程式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（4）若实验测得的空气中氧气的体积分数为30%，与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是（填序号）AF；若实验测得的空气中氧气的体积分数为10%，与理论值21%相比较，产生误差的原因很可能是（填序号）BDE．
A．实验前没有将弹簧夹夹紧                     B．实验装置可能漏气
C．实验中所取的红磷过量                       D．实验中所取的红磷不足
E．装置未冷却至室温，就将c处的弹簧夹打开     F．操作速度慢．

Answer 1

分析 （1）红磷在空气中燃烧时能够产生大量白烟，放出大量的热；
（2）根据实验的注意事项及实验结论分析操作及现象；
（3）红磷在空气中燃烧时生成白色固体五氧化二磷，据此写出反应的方程式；
（4）根据实验原理及实验结论逐项分析．

解答 解：（1）红磷燃烧时最明显的现象是产生大量白烟，放出热量；故填：产生大量白烟等；
（2）红磷燃烧熄灭后，要等到冷却到室温再打开弹簧夹，否则会使结果偏小；氧气约占空气体积的五分之一，因此水会倒流约占广口瓶容积的五分之一；故填：冷却至室温；广口瓶容积的$\frac{1}{5}$；
（3）磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷；故该反应的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（4）A．实验前没有将弹簧夹夹紧，会使空气溢出，结果偏大；                    
 B．实验装置可能漏气，会使空气进入装置内，结果偏小；
 C．实验中所取的红磷过量，可以完全消耗氧气，使结果准确；
 D．实验中所取的红磷不足，不能完全消耗氧气，因此结果偏小；
 E．装置未冷却至室温，就将c处的弹簧夹打开，会使结果偏小；
 F．操作速度慢，会使空气溢出，结果偏大；
故结果偏大的原因有：AF；结果偏小的有：BDE．

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，能够考查学生的分析问题能力．