Question

13．如圖所示的裝置，紅磷在空氣中燃燒，實驗過程是：
第一步：將集氣瓶水面上方容積劃分為五等份，并做好標記
第二步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發現水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為瓶中水的體積約為瓶中空氣總容積的$\frac{1}{5}$．
（1）該實驗目的是驗證空氣中氧氣的含量；寫出紅磷在空氣中燃燒的文字表達式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，反應的基本類型化合反應；
（2）該實驗中彈簧夾沒有夾緊橡皮管，燃燒的紅磷就伸入瓶中，冷卻后打開彈簧夾，進入瓶中水的體積大于瓶中空氣總容積的$\frac{1}{5}$（填“等于”、“大于”或“小于”）；若將紅磷換成木炭，該實驗能否取得成功？否（填“能”或“否”）
（3）寫出木炭在空氣中燃燒的文字表達式碳+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$二氧化碳；
（4）該實驗中紅磷需要稍過量，目的是將空氣中的氧氣耗盡；
（5）實驗完畢，若進入瓶中水的體積少于瓶中空氣總容積的$\frac{1}{5}$，你認為導致這一結果的原因可能是紅磷不足，裝置漏氣，沒有冷卻到室溫就打開止水夾（寫一條即可）．

Answer 1

分析 （1）紅磷和空氣中的氧氣反應生成五氧化二磷，消耗的氧氣被進入的水代替，即進入集氣瓶中水的體積就是集氣瓶中氧氣的體積；紅磷能夠在空氣中劇烈地燃燒，生成五氧化二磷；
（2）如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失敗，根據木炭燃燒生成二氧化碳解答；
（3）根據木炭燃燒生成二氧化碳解答；
（4）根據該實驗中紅磷需要稍過量，目的是將空氣中的氧氣耗盡；
（5）如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失敗．

解答 解；
（1）紅磷和空氣中的氧氣反應生成五氧化二磷，消耗的氧氣被進入的水代替，即進入集氣瓶中水的體積就是集氣瓶中氧氣的體積；該實驗目的是驗證空氣中氧氣的含量；紅磷在空氣中燃燒的文字表達式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；反應的基本類型是：化合反應；
（2）該實驗中彈簧夾沒有夾緊橡皮管，瓶內氣體會逸出一部風，燃燒的紅磷就伸入瓶中，冷卻后打開彈簧夾，進入瓶中水的體積大于瓶中空氣總容積的$\frac{1}{5}$；若將紅磷換成木炭粉，該實驗不能獲得成功，因為木炭燃燒生成二氧化碳，消耗氧氣的體積被二氧化碳補充，不能測定空氣中氧氣的含量．
（3）木炭燃燒生成二氧化碳，文字表達式為：碳+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$二氧化碳；
（4）該實驗中紅磷需要稍過量，目的是將空氣中的氧氣耗盡；
（5）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的$\frac{1}{5}$，導致這一結果的原因可能是：紅磷不足，裝置漏氣，沒有冷卻到室溫就打開止水夾．
答案：
（1）驗證空氣中氧氣的含量；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；化合反應；
（2）大于；否；
（3）碳+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$二氧化碳；
（4）將空氣中的氧氣耗盡；
（5）紅磷不足，裝置漏氣，沒有冷卻到室溫就打開止水夾．

點評 實驗是化學的重要組成部分，正確的實驗操作是得出科學結論的前提條件之一，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為得出正確的結論奠定基礎．