Question

8．某化學興趣小組就測定空氣中氧氣含量的實驗進行探究：

（1）他們應該選擇的藥品是（填字母）B
A、蠟燭   B、紅磷  C、硫磺  D、鎂條
（2）藥品的用量應保證過量．集氣瓶內發生的反應的符號表達式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅
（3）小組同學設計了如圖的兩套裝置，你認為合理的是A（填字母）為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該先檢查裝置的氣密性．
（4）同學們驗證出氧氣約占空氣體積的五分之一，通過討論還得出集氣瓶中剩余主要氣體的性質是：不燃燒也不支持燃燒，不易溶于水．
（5）小組同學做完實驗后發現水進入集氣瓶的量遠少于理論值．經討論，同學們認為造成該現象的原因可能有（只填一種）裝置漏氣．

Answer 1

分析 （1）紅磷能在空氣中燃燒，且生成物是固體物質；
（2）紅磷過量或足量能保證將集氣瓶中氧氣消耗盡．
（3）為保證紅磷與空氣中的氧氣充分反應，必須把紅磷放在集氣瓶的中下部；檢驗裝置的氣密性是為了確保準確測空氣組成，減少誤差．
（4）根據進入集氣瓶中水的體積分析；剩余的氣體主要包括氮氣和稀有氣體等不支持燃燒的氣體以及該實驗的注意事項進行解答．
（5）保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數．

解答 解：（1）蠟燭和硫磺與氧氣反應，生成物中有氣體，鎂條除了與氧氣反應還會與二氧化碳、氮氣發生反應，不能準確測定空氣中氧氣的含量；只有紅磷在空氣中與氧氣反生成固體物質，不影響空氣成份的測定，故選B；  
（2）也只有紅磷足量或過量，才能完全消耗集氣瓶中的氧氣；紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（3）保證集氣瓶中的氧氣與紅磷完全反應，故選A；確保成功測定空氣主要組成成分．
（4）圖中所示，進入水的體積約占瓶內容積的$\frac{1}{5}$，說明被消耗的氧氣占空氣體積的$\frac{1}{5}$；紅磷燃燒把氧氣耗盡，就不再燃燒，剩余的成分主要是氮氣，說明了氮氣不能燃燒，也不能支持燃燒；水被倒吸入集氣瓶中，剩余的氣體中還主要是氮氣，說明氮氣難溶于水（合理即可）．
（5）由分析可知，造成測得的氧氣體積分數小于1/5結果的可能原因：①紅磷的量不足； ②裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等），使外界空氣進入瓶內； ③未冷卻至室溫就打開彈簧夾，使進入瓶內的水的體積減少，
故答案為：（1）B；
（2）過量；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（3）A；檢查裝置的氣密性；
（4）五分之一；不燃燒也不支持燃燒，不易溶于水；
（5）裝置漏氣、紅磷不足、沒有冷卻到室溫（任選一種回答）．

點評 本題通過考查用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實驗的注意事項，學會實驗數據的處理或者誤差分析的方法及技巧．