Question

5．已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣，某課外活動小組設計測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖1所示：
（1）紅磷在集氣瓶中發生反應的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷磷燃燒的現象產生大量白煙該實驗中紅磷稍過量，目的是保證瓶內氧氣充分耗盡．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水量約是集氣瓶體積的$\frac{1}{5}$，由本實驗還可以推知氮氣的哪一性質？試寫出其中一種難溶于水或不燃燒不支持燃燒．
（3）若將紅磷換成硫粉，該實驗能否獲得成功？不能，理由是硫燃燒產生SO₂是氣體，瓶內壓強不變，水不會倒流．
（4分）如圖2為已收集滿的一瓶無色無毒氣體．請你用學過的知識進行探究，確定該氣體可能是什么氣體．

假設（猜想）	驗證方法及操作	可能看到的現象	結論

Answer 1

分析 （1）根據紅磷燃燒的生成物寫出文字表達式，根據實驗目的分析紅磷過量的原因；
（2）根據實驗現象分析氮氣的性質；
（3）根據硫燃燒的產物是氣體分析；
（4）密度大于空氣的氣體在存放時，集氣瓶正放，如本題中的存放方式；氣體密度小于空氣時，存放氣體的集氣瓶應倒放；
驗證氧氣，用帶火星的木條進行，看到木條復燃，則氣體可確定為氧氣；
驗證二氧化碳，氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，可以確定氣體為二氧化碳．

解答 解：（1）紅磷燃燒產生大量白煙；磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷
該實驗要測空氣中氧氣的含量，因此要將瓶內空氣中的氧氣完全反應掉，因此紅磷要稍過量
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水量約是集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，本實驗還可以推知氮氣性質有：不溶于水，或不燃燒、不助燃
（3）硫燃燒產生SO₂是氣體，瓶內壓強不變，水不會倒流，因此換成木炭不可以；
（4）根據盛有氣體的集氣瓶正放，可以推知氣體密度大于空氣，且氣體“無色無毒”，在初中化學中最常見的這種氣體可能是氧氣或二氧化碳；
把帶火星木條伸入瓶中，若木條復燃，可以證明氣體為氧氣；
向瓶內倒入澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁，證明瓶內氣體為二氧化碳．
故答案為：
（1）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．產生大量白煙；保證瓶內氧氣充分耗盡．
（2）$\frac{1}{5}$，難溶于水或不燃燒不支持燃燒．
（3）不能，硫燃燒產生SO₂是氣體，瓶內壓強不變，水不會倒流．
（4）

假設（猜想）	驗證方法及操作	可能看到的現象	結論
該氣體無色無毒且比空氣重， 猜想可能為氧氣或二氧化碳	1、拉開玻璃片用帶火星的木條放在瓶口的間隙處 2、在瓶內倒入澄清石灰水	1、若木條復燃 2、石灰水變渾濁	證明是O2 證明是CO2

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．