Question

15．用紅磷在集氣瓶中燃燒來測定空氣中氧氣的含量，發生的實驗現象是：
（1）紅磷在空氣中燃燒，冒出大量白煙，放熱；打開止水夾時，水會進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$； 
（2）此反應的化學方程式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（3）當紅磷熄滅時，集氣瓶中剩余的氣體主要是氮氣，據上述實驗過程，推測該氣體的物理性質是不易溶于水；化學性質是不燃燒也不支持燃燒．
（4）在實際操作過程中，集氣瓶中的液面上升小于五分之一，可能的原因是
氣密性不良好；紅磷不足量；未等到冷卻至室溫就在打開止水夾．
（5）能否用碳、硫代替紅磷？否 原因：碳與氧氣反應生成二氧化碳，硫和氧氣反應生成二氧化硫，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內氣體壓強保持不變，水不會進入集氣瓶．

Answer 1

分析 （1）紅磷在空氣中燃燒發出黃色火焰，冒出大量白煙，放出大量的熱；紅磷在空氣中燃燒是與空氣中的氧氣反應，會消耗空氣中的氧氣，冷卻后空氣的體積會減少，減少的就是空氣中氧氣的體積；
（2）根據反應物、生成物和條件書寫文字表達式．
（3）空氣中主要含有氮氣、氧氣等氣體；紅磷消耗的是空氣中的氧氣；剩余的氣體主要是氮氣，從實驗現象中可以看出，氮氣不易溶于水、不燃燒也不支持燃燒；
（4）實驗中應當注意的事項有：氣密性要良好、紅磷要足量、反應要充分、等到冷卻至室溫時在打開止水夾；
（5）根據碳與氧氣反應生成二氧化碳，硫和氧氣反應生成二氧化硫解答．

解答 解：
（1）實驗中現象是紅磷在空氣中燃燒發出黃色火焰，冒出大量白煙，放熱；冷卻后空氣的體積會減少，打開止水夾時，水會進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的；
（2）紅磷在空氣中燃燒是與空氣中的氧氣反應，會消耗空氣中的氧氣，反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（3）空氣中主要含有氮氣、氧氣等氣體，紅磷消耗的是空氣中的氧氣，剩余的主要是氮氣；由實驗現象可以推測出氮氣不易溶于水、不燃燒也不支持燃燒；
（4）集氣瓶中的液面不能上升五分之一，可能的原因是氣密性不良好、紅磷不足量、反應不充分、未等到冷卻至室溫就在打開止水夾；
（5）碳與氧氣反應生成二氧化碳，硫和氧氣反應生成二氧化硫，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內氣體壓強保持不變，水不會進入集氣瓶，所以不行．
故答案為：
（1）紅磷在空氣中燃燒，冒出大量白煙，放熱；打開止水夾時，水會進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$；
（2）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（3）氮氣；不易溶于水；不燃燒也不支持燃燒；
（4）氣密性不良好；紅磷不足量；未等到冷卻至室溫就在打開止水夾；
（5）否；碳與氧氣反應生成二氧化碳，硫和氧氣反應生成二氧化硫，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內氣體壓強保持不變，水不會進入集氣瓶．

點評 做實驗時一定要有嚴謹的科學態度．在做測定空氣中氧氣含量的實驗時，若紅磷量不足，或裝置漏氣，或沒有冷卻至室溫就測量就會造成測量值偏小；本題主要考查用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現象、實驗結論和注意事項，難度稍大及考查了物質燃燒的條件及等方面的內容．