Question

12．用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法．实验过程是：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸
入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的$\frac{1}{5}$．
请回答下列问题：
（1）实验时，同学看到红磷燃烧的现象为剧烈地燃烧，放出大量的热，产生大量白烟，该反应的符号表达式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂ O₅．实验完毕后，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的原因可能（至少写2条）装置漏气、红磷量不足．
（2）上面的实验同时证明了氮气有不支持燃烧 的化学性质．
（3）某同学对实验进行反思后，提出了改进实验：在一个具有刻度和内置滑块（根据气压左右滑动，且使左边容器处于密闭）的玻璃容器里放入一粒白磷（适量），将玻璃容器固定好（见图2，固定装置已省略），放在盛有80℃水的烧杯上（白磷燃烧所需的最低温度为40℃）．如图进行实验，试回答：
①实验结束，冷却至室温后，滑块会停留在刻度4处．
②该改进实验与原实验相比，优点是白磷在封闭环境中燃烧，不污染环境．

Answer 1

分析 （1）根据红磷在点燃条件下能和空气中的氧气反应生成五氧化二磷；结合化学方程式的书写进行分析；根据实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一，说明瓶内气体减少量不足五分之一，分析其原因主要为氧气未完全消耗或是冷却过程中空气进入瓶中所导致的结果，据此对实验进行分析；
（2）根据红磷不能继续燃烧可以判断氮气不支持燃烧的化学性质，可以据此解答该题；
（3）根据白磷燃烧消耗氧气分析解答．

解答 解：
（1）红磷燃烧的现象是：剧烈地燃烧，放出大量的热，产生大量白烟；红磷燃烧的化学方程式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂ O₅；如果实验中因红磷量不足而氧气没有完全消耗或因装置漏气而在冷却过程中进入少量空气或未冷却至室温而打开弹簧夹等，都可能出现进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一的结果；
（2）根据红磷不能继续燃烧可以判断氮气具有不支持燃烧的化学性质；
（3）白磷燃烧，产生大量白烟；由于白磷燃烧消耗氧气，同时生成五氧化二磷固体，所以冷却后，活塞停留在刻度4的位置；该实验具有的优点：利用化学反应放热，节约能源；白磷在封闭环境中燃烧，不污染环境等合理即可．
故答案为：
（1）剧烈地燃烧，放出大量的热，产生大量白烟过量；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂ O₅；装置漏气；红磷量不足；
（2）不支持燃烧；
（3）①4；②白磷在封闭环境中燃烧，不污染环境．

点评 空气是人类宝贵的自然资源，在中考中占有重要的地位，特别是空气中氧气含量的测定，要注意测定原理、实验关键、现象和结论、装置的评价和改进等内容的考查．