Question

1．某校化學興趣小組就空氣中氧氣的含量進行實驗探究．
【設計實驗】第一小組同學設計了如圖所示的A裝置．
（1）集氣瓶中紅磷燃燒反應的文字表達式是磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到進入集氣瓶中水的體積不 到總容積的$\frac{1}{5}$，
你認為其原因可能是裝置漏氣、紅磷的量不足、裝置未完全冷卻就打開止水夾．（寫3點）
（3）如將燃燒匙中紅磷換成炭粉，實驗能否成功？不能．
【改進實驗】
第二小組同學查閱資料得知：當溫度達到40℃時白磷就能在空氣中燃燒．五氧化二磷會刺激人的呼吸道，影響健康．于是他們將試管的容積分成五等份，做好標記．在試管中加入一小塊（足量）白磷，用橡皮塞塞緊試管口，將試管放入熱水中，使白磷燃燒．待白磷熄滅并冷卻到室溫后，將試管倒立于盛有室溫下水的水槽中（如圖B），并在水中將橡皮塞取下．
（1）此裝置的優點是（任寫一點）測定結果更準確，能夠減少空氣污染；
（2）從實驗現象分析可知：氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$，氮氣約占空氣總體積的$\frac{4}{5}$．本實驗能夠得到該結論主要是運用了氮氣的有關性質，請寫出兩點不溶于水，不能燃燒，也不能支持燃燒．

Answer 1

分析 【設計實驗】（1）根據反應原理找出反應物、生成物、反應條件，根據文字表達式的書寫方法、步驟進行書寫即可；
（2）根據測定空氣中氧氣含量的原理，以及待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，水順著導管流入集氣瓶，且水的體積占集氣瓶總容$\frac{1}{5}$的現象判斷并回答；
（3）根據可燃物燃燒后，集氣瓶內的壓強的變化情況來分析；
【改進實驗】
（1）利用改進后的裝置進行實驗，能夠避免燃燒匙進入集氣瓶時空氣向外擴散，同時能夠防止生成的五氧化二磷向外擴散；
（2）氮氣不溶于水，不能燃燒，不支持燃燒．

解答 解：
【設計實驗】（1）紅磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷，文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的15，你認為導致這一結果的原因可能是裝置漏氣或紅磷的量不足或裝置未完全冷卻就打開止水夾；
（3）若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，因為碳與氧氣反應，消耗氧氣，但同時又生成二氧化碳氣體，瓶中的壓強無明顯變化；
【改進實驗】
（1）此裝置的優點是：能使測定結果更準確，能夠減少空氣污染．
故填：測定結果更準確，能夠減少空氣污染．
（2）本實驗能夠得到該結論主要是運用了氮氣的性質有：氮氣不溶于水，不能燃燒，不支持燃燒．
故填：不溶于水；不能燃燒，也不能支持燃燒．
故答案為：
【設計實驗】
（1）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）裝置漏氣、紅磷的量不足、裝置未完全冷卻就打開止水夾；
（3）不能；
【改進實驗】
（1）測定結果更準確，能夠減少空氣污染；
（2）不溶于水；不能燃燒，也不能支持燃燒．

點評 本題主要考查實驗測定空氣中氧氣含量的原理及可能造成實驗失敗的原因的分析，解此類問題時關鍵是分析清楚實驗原理，了解實驗過程中的注意事項．