Question

10．小华为了探究空气的成分，设计了如下实验（如图）：将导管上的弹簧夹夹紧，在燃烧匙中装满红磷，把燃烧匙放在酒精灯火焰上，点燃红磷后，迅速插入集气瓶内，塞紧橡皮塞．小华观察到红磷在瓶内继续燃烧，瓶内充满白烟．待集气瓶冷却到室温，瓶内白烟消失后，发现燃烧匙内红磷有剩余．把导管的另一端插入盛水的烧杯 中，打开弹簧夹，水进入集气瓶．
（1）写出红磷燃烧的符号表达式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）水进入集气瓶的原因是磷燃烧消耗瓶内氧气，瓶内压强小于大气压．
（3）简要说明如何测定进入集气瓶中的水的体积与集气瓶容积的比值（实验室可提供所需要的仪器和材料）用量筒量出进入集气瓶中水的体积V₁，再将集气瓶装满水，用量筒量出这些水的体积V₂，V₁与V₂的比值就是要测定的值．
（4）燃烧后，广口瓶内剩余的气体主要是氮气．请结合实验推测氮气的物理性质和化学性质无色、无味，不易溶于水；氮气不支持燃烧．

Answer 1

分析 本题是测定氧气在空气中的体积分数时，要把空气中的氧气消耗掉，在本实验中用的是红磷，装置设计的也比较好，要使本实验成功，必须注意以下几点：①装置的气密性好；②白磷足量；③必须冷却到室温再读数．最后得出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．还要注意红磷在空气中燃烧的现象：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟．还要注意描述氮气的性质．

解答 解：（1）红磷燃烧是指磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）水进入集气瓶的原因是：磷燃烧消耗瓶内氧气，内外产生压强差，瓶内压强小于大气压．故答案为：磷燃烧消耗瓶内氧气，瓶内压强小于大气压；
（3）要测定进入集气瓶中的水的体积与集气瓶容积的比值：用量筒量出进入集气瓶中水的体积V₁，再将集气瓶装满水，用量筒量出这些水的体积V₂，V₁与V₂的比值就是要测定的值．故答案为：用量筒量出进入集气瓶中水的体积V₁，再将集气瓶装满水，用量筒量出这些水的体积V₂，V₁与V₂的比值就是要测定的值
（4）广口瓶内剩余的气体主要是氮气，通过观察和实验得知：氮气是无色无味的气体，难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧等．故答案为：物理性质：无色、无味，不易溶于水．化学性质：氮气不支持燃烧．
答案：
（1）4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）磷燃烧消耗瓶内氧气，瓶内压强小于大气压；
（3）用量筒量出进入集气瓶中水的体积V₁，再将集气瓶装满水，用量筒量出这些水的体积V₂，V₁与V₂的比值就是要测定的值；
（4）无色、无味，不易溶于水；氮气不支持燃烧．

点评 本考点考查了用红磷测定氧气在空气中的体积分数和文字表达式的书写，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．