Question

7．用来测定空气组成的方法很多，如图1所示是小明用红磷在空气中燃烧来测定空气中氧气含量的方法．

（1）写出仪器名称①：烧杯，②：燃烧匙．
（2）加入红磷前，要先：检验装置的气密性；加入过量的红磷并点燃，我们观察到：生成大量的白烟，该反应的文字表达式为：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（3）待冷却至常温后，打开弹簧夹观察到：烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处，说明：氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．
（4）实验中不能用木炭代替红磷，原因是：木炭燃烧生成的CO₂与消耗的氧气的体积相等，木炭燃烧前后集气瓶内的压强不变．
（5）同组的小亮同学认为小明的实验误差较大，成功率也较低，决定在小明的实验基础上对该实验进行改进，实验中他把红磷换成了白磷（当温度达到40℃时，白磷会自燃），利用放大镜对阳光的会聚原理引燃白磷．如图2所示验，比较两个实验，小亮的实验设计明显比小明的好一些，小亮实验设计的优点有气密性好，误差小（回答合理即可）．
（6）燃烧结束后，U型管中剩余的气体的主要成分是氮气，请结合本实验推测出氮气的性质：
物理性质：不易溶于水，化学性质：不可燃、不助燃、比较稳定的化学性质．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器解答；
（2）根据该实验注意事项分析；根据红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体解答；
（3）根据红磷的燃烧现象、反应结合压强知识分析；
（4）根据木炭燃烧生成的CO₂与消耗的氧气的体积相等，木炭燃烧前后集气瓶内的压强不变解答；
（5）根据装置特点分析解答；
（6）

解答 解：（1）根据实验室常用仪器可知：①烧杯；②燃烧匙；
（2）加入红磷前，要先：检验装置的气密性；点燃的红磷，在集气瓶燃烧，生成大量的白烟．，反应的文字表达式为：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（3）由于红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，所以，打开止水夹后观察到的现是：烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；由此可得出结论：氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（4）述实验中的红磷不能用木炭代替，原因是：木炭燃烧生成的CO₂与消耗的氧气的体积相等，木炭燃烧前后集气瓶内的压强不变．
（5）改进后装置的优点是：气密性好，可减小误差，防止生成的五氧化二磷逸散到空气中污染空气；
（6）上面的实验同时证明了氮气不易溶于水，有不可燃、不助燃、比较稳定的化学性质；
答案：
（1）①烧杯；②燃烧匙；
（2）检验装置的气密性；生成大量的白烟；红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（3）烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（4）木炭燃烧生成的CO₂与消耗的氧气的体积相等，木炭燃烧前后集气瓶内的压强不变．
（5）气密性好，误差小；
（6）不易溶于水；不可燃、不助燃、比较稳定的化学性质

点评 熟记用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项是解答这类题目的基础．