Question

18．通过实验现象和题给信息，按要求填空．为测定空气的成分按下图进行实验：
（1）将燃烧匙中过量的红磷点燃后放集气瓶中，能观察到的现象是红磷燃烧，发黄光，放出热量，产生大量的白烟，反应的文字表达式是：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）反应后冷却打开止水夹，烧杯中的水会进入达到集气瓶体积的$\frac{1}{5}$．
（3）此实验说明集气瓶中有氧气，大约占空气总体积$\frac{1}{5}$，剩余气体主要是氮气．
（4）已知：镁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$氧化镁（固体），镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$氮化镁（固体）
根据上述反应，能否用镁代替磷测定空气中氧气所占的体积分数？不能（填“能”或“不能”）

Answer 1

分析 在测定空气成分实验中，考查了红磷燃烧的实验现象，回答实验现象时要注意（1）问的是红磷点燃后的实验现象．（2）是对打开止水夹之后的实验现象．（3）是回答关于实验的结论．（4）是实验替代物品的探究，题目给出了镁的性质，根据性质来分析可否用镁条来代替红磷完成实验．

解答 解：空气成分测定实验中，用红磷来完成实验的探究．在过程中要注意观察不同阶段的实验现象，同时通过现象分析得出结论．而在使用红磷的问题上，注意红磷满足了以下的条件：本身不是气体，能够消耗空气中的某一成分且生成物也不是气体．那么对应的替代物品也要满足以上的要求．
（1）点燃后放入集气瓶后，观察到的实验现象．此处回答的是打开止水夹之前的现象，与水的进入与否没有关系．所以应该填写：红磷燃烧，发黄光，放出热量，产生大量的白烟．反应的文字表达式是：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）打开止水夹后水进入集气瓶的情况，进入水的体积是占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$．
（3）这是实验结论部分，得出空气中含有氧气，且体积为$\frac{1}{5}$，剩余气体的主要成分是氮气，当然约占$\frac{4}{5}$．一定注意是主要成分，因为此时剩余气体时混合物．
（4）镁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$氧化镁（固体），镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$氮化镁（固体）．根据用于空气成分测定药品的要求（本身不是气体，且能够和空气中某一成分反应，生成物不能是气体），由于镁不仅能够和氧气反应，而且能够和氮气反应，所以无法准确测得空分的组成及含量．因此镁不可以用于代替红磷．
故答案为：
（1）红磷燃烧，发黄光，放出热量，产生大量的白烟；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）$\frac{1}{5}$；
（3）氧气；$\frac{1}{5}$；氮；
（4）不能．

点评 实验的现象描述要注意对不同阶段的强调，要针对问题做出相应的解答．