Question

11．某同學利用如圖所示的裝置測定空氣中氧氣的含量（體積分數）．請根據他的操作回答下列問題：
（1）檢查整個裝置的氣密性后，將c處的止水夾夾緊，點燃紅磷后，迅速插入左邊的廣口瓶中；紅磷燃燒時最明顯的現象是產生大量白煙；紅磷燃燒的文字表達式（或符號表達式）為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅）．
（2）待燃燒停止，將c處的止水夾打開．結果發現燒杯中的水進入到廣口瓶中，且占廣口瓶體積的約$\frac{1}{8}$，則該同學測得的空氣中氧氣的體積分數為12.5%．與理論值21%相比較，產生誤差的原因很可能是②③．（填序號）
①紅磷過量②裝置漏氣   ③沒有冷卻至室溫就打開止水夾
（3）實驗完畢后，剩余氣體主要是氮氣；由此可以推測出剩余氣體具有哪些化學性質？不支持燃燒；
（4）若將紅磷換成木炭，該實驗能否獲得成功否（填“能”或“否”）？

Answer 1

分析 只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，才能正確解答本題．

解答 解：（1）紅磷燃燒時最明顯的現象是產生大量白煙；文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；化學方程式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）根據實驗現象可以知道紅磷燃燒消耗掉氧氣，瓶內壓強較小，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面上升約占集氣瓶容積的八分之一，該同學測得的空氣中氧氣的體積分數為$\frac{1}{8}$×100%=12.5%．與理論值21%相比較，產生誤差的原因很可能原因是：裝置漏氣，或紅磷不足，或裝置未冷卻等．
（3）實驗完畢后，剩余氣體主要是氮氣，由此可以推測出氮氣不支持燃燒；
（4）若將紅磷換成木炭，該實驗不能成功，因為碳與氧氣反應，消耗氧氣，但同時又生成二氧化碳氣體，瓶中的壓強沒有減小；
故答案為：
（1）產生大量白煙；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅）
（2）12.5；②③；
（3）氮氣；不支持燃燒；
（4）否．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，難度稍大．