Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖A．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標(biāo)記．
②在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導(dǎo)管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點(diǎn)燃紅磷，并立即伸入集氣瓶?jī)?nèi)，塞緊橡皮塞．
③充分反應(yīng)后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開(kāi)止水夾．請(qǐng)回答：
（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過(guò)量，目的是

 

．集氣瓶底要預(yù)先放一些水，目的是

 

．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是

 

，其反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為

 

，該反應(yīng)屬于

 

反應(yīng)．步驟③中打開(kāi)止水夾后觀察到的現(xiàn)象

 

 由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為

 

．若未等集氣瓶冷卻至室溫就打開(kāi)止水夾，則測(cè)得氧氣體積分?jǐn)?shù)偏

 

．
（3）該實(shí)驗(yàn)可推論出氮?dú)?div id="58jt8ih" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)

 

（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
（4）若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功？

 

，為什么？

 

．
（5）小倩設(shè)計(jì)了如圖B所示的改進(jìn)裝置，其優(yōu)點(diǎn)是

 

（只寫(xiě)一點(diǎn)）．理論上分析，玻璃管內(nèi)液面最終將上升至

 

（填“1”或“2”或“3”或“4”） 處，但實(shí)測(cè)結(jié)果液面往往偏低，其原因可能是

 

（寫(xiě)1條）

Answer 1

考點(diǎn)：空氣組成的測(cè)定,反應(yīng)類(lèi)型的判定,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專(zhuān)題：空氣與水

分析：（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)文字表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)分析．根據(jù)該實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強(qiáng)知識(shí)分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶?jī)?nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會(huì)壓著水進(jìn)入集氣瓶；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析氮?dú)獾男再|(zhì)；
（4）根據(jù)木炭燃燒生成二氧化碳解答；
（5）改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)避免了（1）中出現(xiàn)的問(wèn)題，操作簡(jiǎn)單，也不會(huì)出現(xiàn)紅磷在瓶外燃燒的過(guò)程．若出現(xiàn)液面偏低，應(yīng)是紅磷不足或是反應(yīng)后溫度過(guò)高，氣體受熱膨脹．

解答：解：
（1）實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測(cè)定氧氣的目的，紅磷過(guò)量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗．紅磷燃燒生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，集氣瓶底要預(yù)先放一些水，目的是吸收五氧化二磷，防止污染空氣；
（2）紅磷燃燒會(huì)生成五氧化二磷固體顆粒，所以觀察現(xiàn)象會(huì)看到白煙，反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式是：4P+5O₂

點(diǎn)燃  .

2P₂O₅；符合多變一，屬于化合反應(yīng)；
紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了五氧化二磷固體，所以會(huì)導(dǎo)致集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，水被壓入集氣瓶，進(jìn)入的水量正好占據(jù)集氣瓶?jī)?nèi)氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；未等集氣瓶冷卻至室溫就打開(kāi)止水夾，則測(cè)得氧氣體積分?jǐn)?shù)偏�。�
（3）剩余的氣體主要是氮?dú)�，水進(jìn)入瓶?jī)?nèi)占五分之一，不再繼續(xù)進(jìn)入說(shuō)明氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)；
（4）因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w，集氣瓶?jī)?nèi)的氣體沒(méi)有減少，不能測(cè)定空氣中氧氣的含量，所以實(shí)驗(yàn)中不能用木炭代替紅磷；
（5）改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)可通過(guò)銅絲傳導(dǎo)熱量，使玻璃管中的銅絲和紅磷反應(yīng)，操作比（1）簡(jiǎn)單；氧氣占空氣體積的五分之一，所以從理論上液面會(huì)上升到刻度1處；若液面偏低，可能是紅磷太少或是由于反應(yīng)放熱，導(dǎo)致溫度過(guò)高，氣體膨脹．故答案為：操作簡(jiǎn)單或?qū)嶒?yàn)誤差小或不污染空氣等；1；紅磷不足或未冷卻到室溫就觀察．
故答案為：
（1）確保集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡；吸收五氧化二磷，防止污染空氣；
（2）產(chǎn)生大量白煙；4P+5O₂

點(diǎn)燃  .

2P₂O₅；化合；水被壓入集氣瓶，約為集氣瓶體積的五分之一；21%；��；
（3）難；不活潑；
（4）木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，集氣瓶?jī)?nèi)的氣體沒(méi)有減少；
（5）操作簡(jiǎn)單；1；紅磷不足．

點(diǎn)評(píng)：本題考查點(diǎn)很簡(jiǎn)單，就是對(duì)教材紅磷和氧氣的反應(yīng)來(lái)設(shè)置的，但本題更多的注重了實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)之處，能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)行為習(xí)慣．