Question

某化学兴趣活动小组为测定空气中氧气的含量，进行如下探究实验：
（1）如图甲所示，在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃容器中放入一粒白磷（白磷燃烧所需的最低温度为40℃），将玻璃容器固定好，放在盛有85℃热水的烧杯上．请回答下列问题：
 ①实验中可以看到玻璃容器内白磷燃烧时的现象是

 

，该反应的文字表达式是

 

，实验结束后，恢复至常温，活塞应停在刻度

 

处，出现该现象的原因是：白磷燃烧消耗了空气中气态的氧气
而生成了固态的物质，从而使玻璃容器内的气体压强

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②此反应中白磷要过量，目的是

 

．
（2）小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，并按图乙装置进行实验．
小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹，并未发现倒吸现象．经过认真分析，小军发现实验失败的原因是（答一条）

 

．

Answer 1

考点：空气组成的测定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：空气与水

分析：（1）根据白磷在空气中燃烧的现象为黄色火焰，冒出大量白烟；空气主要是由氮气和氧气组成的，其中氧气的体积分数为五分之一；实验成功的关键为白磷过量、反应充分、气密性良好等解答；
（2）根据本实验是借助能够和空气中某一成分的反应消耗掉装置内气体，并且通过等体积外界气体的进入实现对消耗气体体积的测定．

解答：解：
（1）①白磷能与空气中的氧气反应，发出黄色火焰，冒出大量白烟，白烟是五氧化二磷，该反应的文字表达式是：磷+氧气

点燃

五氧化二磷，空气主要是由氮气和氧气组成的，因此，白磷消耗完氧气后剩余的气体主要是氮气；空气中氧气的体积分数为五分之一；当装置冷却后，由于装置中的氧气被消耗，气压减小，活塞再向左移动，停止在刻度4处；
②实验成功的关键为白磷过量、反应充分、气密性良好等，白磷过量是为了除尽氧气；
（2）实验原理是通过可燃物消耗氧气使装置内气压减小，外界液体就可以等体积进入，从而测定出氧气的体积．所以改进实验要建立的此原理上．至于实验出现的失败，就与该原理有关，与是否能够消耗氧气有关，与能否完全消耗氧气有关，与外界气体能否有效进入有关，而在具体回答是要结合本题的环境来回．
答案：
（1）①产生大量白烟  磷+氧气

点燃

五氧化二磷   4      减小    ②除尽氧气
（2）木炭燃烧虽消耗了氧气，但产生了新的气体，致使集气瓶内气体压强没在明显变化

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，难度比较小，是基础性题目．