Question

12．小芳用如图1装置测定空气中氧气的体积分数．请你结合实验完成下列各题：
（1）燃烧匙内放有红磷．该物质燃烧时的现象是产生大量白烟，放出热量，反应的符号表达式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．等燃烧停止并冷却后，打开弹簧夹，可以观察到的现象是水沿着导管进入集气瓶，约瓶内体积的$\frac{1}{5}$．
（2）通过该实验可得出的结论是氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
（3）若实验后发现测定出空气中氧气的体积分数小于$\frac{1}{5}$，则可能的原因有哪些？（写2条）
①装置漏气，②没有冷却至室温就打开止水夹（或红磷量不足）．
（4）图2是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷，将它放在盛有沸水的烧杯上方．小强用此装置来测定空气中氧气的含量，实验结束并冷却后活塞最后停在8（填整数）刻度处．小强的装置与小明的装置相比，其优点是减少污染，结果更准确．

Answer 1

分析 （1）根据红磷燃烧的现象、反应的原理来分析；
（2）根据实验现象来分析；
（3）如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败；
（4）依据用白磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项解答本题，白磷着火点比较低，燃烧时过程中消耗氧气并放出热量会使气体体积膨胀，冷却后气体体积减少，减少的气体体积是氧气的体积，据此回答即可．

解答 解：（1）红磷在空气中燃烧时，产生大量的白烟、放出热量；磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；红磷燃烧耗尽了集气瓶内的氧气，压强减小，等燃烧停止并冷却后，打开弹簧夹，会观察到水顺着导管进入集气瓶，约瓶内体积的$\frac{1}{5}$；故填：产生大量白烟，放出热量；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；水沿着导管进入集气瓶，约瓶内体积的$\frac{1}{5}$；
（2）待该物质熄灭并完全冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是：水进入集气瓶，进入的水约占集气瓶容积的五分之一，由此得出的结论是氧气约占空气总体积的五分之一．故填：氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；
（3）装置漏气，红磷不足，没有冷却至室温就打开弹簧夹，都能够导致测定的空气体积分数小于五分之一．故填：装置漏气；没有冷却至室温就打开止水夹（或红磷量不足）；
（4）由于白磷燃烧放热所以活塞先向右移，后左移，玻璃管至活塞处的容积刻度为10，根据氧气体积约占空气体积的五分之一，所以白磷燃烧停止冷却至室温后，最后应停在刻度约为8的位置上；此装置是一个密封装置，不会对环境造成污染，测量结果准确；故填：8；减少污染，结果更准确．

点评 本题主要考查使用红磷或白磷的燃烧测定空气组成的实验原理、操作、现象和结论等，解题的关键是掌握燃烧法测定空气成分并进行实验的原理．