Question

12．某学校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究．集体讨论：

（1）讨论后同学们认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其他成分反应，而且生成物为固体，他们应该选择（填编号）B．
A．蜡烛          B．红磷          C．硫粉
（2）小组同学共同设计了如图所示的两套装置，你认为合理的是（填编号）A．
为了确保实验成功，在装药品之前应该检查装置的气密性．
分给实验：在讨论的基础上，他们分组进行了实验．
数据分析：实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）

组     别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积（mL）	20	21	19	21	22	18

（3）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是难溶于水、不助燃、不可燃．（写出两条即可）
实验拓展：
（4）小组的同学作完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验，发现水几平没有进入集气瓶．经过讨论，同学们一致认为如果事先在集气瓶内注入一些NaOH溶液来吸收二氧化碳气体，实验也能取得较好的效果．
（5）写出上述物质燃烧的文字表达式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．

Answer 1

分析 （1）磷燃烧生成五氧化二磷固体，为保证耗尽瓶内氧气，一般加入过量的药品；
（2）同样都是红磷，放在不同的位置会对应不同的实验结果，由于氧气相对密度较大，因此让红磷在较低的位置能够更有效消耗装置内的氧气；
（3）把实验数据求平均值就是氧气的相对准确的数值，剩余气体量不变证明其难溶于水亦不能燃烧且不与红磷反应，只有氧气才能与红磷反应；
（4）木炭燃烧生成二氧化碳气体，然后根据二氧化碳的性质进行解答；
（5）根据红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷解答．

解答 解：（1）因为蜡烛和硫粉燃烧后产生新的气体，不能使瓶内压强改变，故选B；通常加入过量的药品，确保瓶内氧气完全消耗；故答案为：B；足量
（2）实验A和B的区别在于红磷的位置，而这一点与氧气的密度有关，由于氧气的密度大于空气，所以红磷在稍微低的位置更利于反应的进行，也更利于氧气的消耗，所以实验设计A更合理．为了确保实验的成功，在装药品之前应该 检查装置的气密性，装置漏气会使结果不准确．故答案为：A；检查装置的气密性．
（3）通过表中数据分析，平均各小组的数值为20mL，即氧气的体积为20mL，所以氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；剩余气体量不变证明其难溶于水亦不能燃烧且不与红磷反应．故答案为：$\frac{1}{5}$；难溶于水、不助燃、不可燃
（4）测定空气中氧气的含量应选择能与空气中的氧气反应，并且在空气中只能与氧气反应，生成的物质只能是固体．木炭燃烧生成二氧化碳，所以应用少量的氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳，这样就不会影响实验结果．
（5）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
故答案为：
（1）B；
（2）A；检查装置的气密性．
（3）$\frac{1}{5}$；难溶于水、不助燃、不可燃
（4）NaOH溶液；
（5）4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；

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．