Question

19．小明和小芳為了測定空氣的組成，按下圖進行實驗：請你通過實驗現象和題中信息，幫助他們完成下面的實驗內容：
（1）將燃燒匙中的過量的磷點燃后放入集氣瓶中，觀察到的現象是紅磷劇烈燃燒并產生大量白煙，發出黃色火焰、放熱；其符號表達式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅
（2）燃燒匙內為什么要盛放過量的紅磷，其目的是保證集氣瓶內氧氣全部耗盡
（4）這個實驗除了可以得出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$的結論外，還可以推出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質不活潑（填“活潑”或“不活潑”）的結論；
（5）小明和小芳在討論“能否用蠟燭燃燒法來粗略測定空氣中氧氣的含量”這一問題時，小芳認為：通過如圖裝置，用蠟燭燃燒法測得空氣中氧氣的含量會偏低（填“偏  高”、“偏低”或“不變”）．她根據蠟燭燃燒產物的特點闡述了自己的理由：蠟燭燃燒在消耗氧氣的同時產生二氧化碳．

Answer 1

分析 本題是用紅磷測定空氣中氧氣的含量，本探究實驗一般要注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②所用藥品紅磷的量，必須是足量；③讀數時一定要冷卻到原溫度；④生成物的狀態一般要求是固態等．紅磷與空氣中的氧氣反應生成五氧化二磷，燃燒的現象是：產生黃白色火焰，產生大量白煙，放出熱量．剩余的氣體主要是氮氣，可以得出氮氣的一些性質：無色無味的氣體，難溶于水，即不能燃燒也不能支持燃燒等．蠟燭燃燒能生成水和二氧化碳氣體．

解答 解：（1）紅磷在集氣瓶中燃燒的現象是紅磷劇烈燃燒并產生大量白煙，發白光、放熱．紅磷與空氣中的氧氣在點燃的條件下反應，生成五氧化二磷，；反應的方程式是：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）為了實驗的準確性，為了將集氣瓶中的氧氣全部耗盡，所以應加入過量的紅磷．
（3）紅磷燃燒消耗了集氣瓶中的氧氣，待反應停止冷卻后，瓶內氣壓小于外界的大氣壓，打開止水夾，燒杯中的水會在大氣壓的作用下進入集氣瓶，直到集氣瓶內外氣壓相等時為止，此時進入集氣瓶的水約占集氣瓶體積的 $\frac{1}{5}$．
（4）由于消耗掉的是氧氣，剩下的是氮氣，說明氮氣不能與紅磷反應，說明氮氣的化學性質不活潑．
由于燒杯中的水只進入了集氣瓶容積的 $\frac{1}{5}$，說明氮氣難溶于水．
（5）通過下圖1裝置，用蠟燭燃燒法測得空氣中氧氣的含量會偏低，因為蠟燭燃燒在消耗氧氣的同時產生二氧化碳．故填：偏低；蠟燭燃燒在消耗氧氣的同時產生二氧化碳．
故答案為：
（1）紅磷劇烈燃燒并產生大量白煙，發出黃色火焰、放熱；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）保證集氣瓶內氧氣全部耗盡；
（3）進入了集氣瓶，$\frac{1}{5}$．
（4）難；不活潑．
（5）偏低；蠟燭燃燒在消耗氧氣的同時產生二氧化碳．

點評 本考點是測定氧氣在空氣中的體積分數，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗中要注意以下幾點：①裝置的嚴密性②所用藥品的量③生成物的狀態④讀數時要冷卻到原溫度等．要具體問題具體分析，根據設計的步驟中不同的現象去思考，從而得出正確的結論．本考點經常出現在填空題和實驗題中．