Question

15．某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究：
【收集资料】硫是一种淡黄色固体，在空气中点燃时能与氧气发生反应生成二氧化硫（表达式：S+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$SO₂），SO₂是一种有刺激性气味的气体，易溶于水．
【设计实验】第一小组同学选择的药品是足量的红磷，设计了如图1．
（1）红磷在燃烧时的主要现象是剧烈燃烧，冒出浓厚的白烟，产生黄色火焰，放出大量的热．
（2）燃烧完毕，冷却至室温后打开止水夹，看到的现象是水会进入集气瓶，进入的水的体积约占集气瓶中空气体积的五分之一．
（3）一般不用木炭的原因是木炭燃烧生成二氧化碳气体，内气压基本不变．
（4）集气瓶中红磷燃烧的文字表达式或者化学反应式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅）．【改进实验】第二小组同学选择的药品是硫，步骤和现象是：

步骤	现象
①用燃烧匙将硫点燃后伸入到大试管中，立即密封．	硫燃烧
②待硫熄灭后，将试管倒立于盛有冷水的水槽中，并在水中将橡皮塞取下．如图2	一段时间后，试管中上升了一段稳定的水柱，水约占试管容积的 $\frac{1}{5}$

（5）你认为水上升的原因是瓶中空气中的氧气被消耗，气压小于外界大气压．
（6）最终水约占试管容积的$\frac{1}{5}$，该实验的结论是氧气约占空气体积的五分之一．
（7）如果不足$\frac{1}{5}$，可能是下列原因中的ABC（填字母）．
A．硫用量不足      B．未冷却至室温     C．气密性不好．

Answer 1

分析 （1）根据红磷在空气中燃烧的现象解答；
（2）根据红磷燃烧消耗瓶中空气中的氧气致使瓶中气压小于外界大气压，水会进入集气瓶占据原来氧气的体积解答；
（3）根据木炭和空气中的氧气反应生成二氧化碳气体占据原来氧气的体积致使反应前后瓶内气压不发生改变解答；
（4）根据红磷和氧气点燃生成五氧化二磷书写；
（5）根据红磷燃烧消耗瓶中空气中的氧气致使瓶中气压小于外界大气压，水会进入集气瓶解答；
（6）根据进入集气瓶中的水的体积就等于消耗掉的氧气的体积得出结论；
（7）根据保证本实验成功的关键是：①装置的气密性好；②硫粉足量；③必须冷却到室温再读数；否则结果偏小解答．

解答 解：（1）红磷在空气中和空气中的氧气反应的现象：剧烈燃烧，冒出浓厚的白烟，产生黄色火焰，放出大量的热，故答案：剧烈燃烧，冒出浓厚的白烟，产生黄色火焰，放出大量的热；
（2）红磷燃烧消耗瓶中空气中的氧气致使瓶中气压小于外界大气压，水会进入集气瓶占据原来氧气的体积，并约占集气瓶中空气体积的五分之一；故答案：水会进入集气瓶，进入的水的体积约占集气瓶中空气体积的五分之一；
（3）木炭和空气中的氧气反应生成二氧化碳气体占据原来氧气的体积致使反应前后瓶内气压不发生改变，故答案：木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内气压基本不变；
（4）红磷和氧气点燃生成五氧化二磷，文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷，化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（5）红磷燃烧消耗瓶中空气中的氧气致使瓶中气压小于外界大气压，水会进入集气瓶，故答案：瓶中空气中的氧气被消耗，气压小于外界大气压；
（6）进入集气瓶中的水的体积就等于消耗掉的氧气的体积，故答案：氧气约占空气体积的五分之一；
（7）保证本实验成功的关键是：①装置的气密性好；②硫粉足量；③必须冷却到室温再读数；否则结果偏小，故答案为：ABC
答案：
（1）剧烈燃烧，冒出浓厚的白烟，产生黄色火焰，放出大量的热；
（2）水会进入集气瓶，进入的水的体积约占集气瓶中空气体积的五分之一；
（3）木炭燃烧生成二氧化碳气体，内气压基本不变；
（4）磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅）；
（5）瓶中空气中的氧气被消耗，气压小于外界大气压；
（6）氧气约占空气体积的五分之一；
（7）ABC

点评 本题考查了空气中氧气含量的验证，要熟练掌握红磷燃烧的现象和验证空气中氧气的体积分数实验操作中的注意事项才能准确解答这类题目．