Question

20．圖甲所示的實驗用來測定空氣中氧氣的體積分數．實驗時要先關閉止水夾，將過量紅磷在空氣中點燃后迅速插入集氣瓶中，蓋緊膠塞，待紅磷熄滅后，冷卻至室溫，打開止水夾，觀察現象．

（1）寫出實驗中有關反應的化學反應式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）若按如圖甲所示的實驗測定的氧氣體積分數大于$\frac{1}{5}$，你認為可能的原因是向廣口瓶中伸入燃燒匙時空氣因受熱膨脹而部分排出．
（3）此實驗中不能用木炭代替紅磷的理由是生成二氧化碳氣體，不會造成裝置壓強減�。�
（4）用圖乙所示的裝置代替圖甲所示的裝置進行實驗，其優點是更科學、準確．

Answer 1

分析 根據質量守恒定律正確書寫化學方程式；進入廣口瓶中是水的體積可看做是氧氣的體積，算出水占集氣瓶容積的分數即氧氣的體積分數，結果偏大可從空氣因受熱膨脹而部分排出；根據木炭燃燒后的生成物的狀態分析第3題，根據圖乙避免了向廣口瓶中伸入燃燒匙時空氣因受熱膨脹而部分排出而造成的結果不準確進行分析解答．

解答 解：（1）反應物為紅磷和氧氣，生成物是五氧化二磷，反應條件為點燃，反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）向廣口瓶中伸入燃燒匙時空氣因受熱膨脹而部分排出可造成測定的氧氣體積分數大于五分之一；
（3）不能用木炭代替紅磷，理由是碳與氧氣反應，生成二氧化碳氣體，不會造成裝置壓強減小
（4）圖乙避免了向廣口瓶中伸入燃燒匙時空氣因受熱膨脹而部分排出而造成的結果不準確，其優點為更科學、準確；
故答案為：（1）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；（2）向廣口瓶中伸入燃燒匙時空氣因受熱膨脹而部分排出；（3）生成二氧化碳氣體，不會造成裝置壓強減��；（4）更科學、準確．

點評 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．