Question

6．初三（19）班化學興趣小組對教材中“測定空氣中氧氣含量”的實驗（如圖I）進行了大膽改進，設計圖Ⅱ（選用容積為35mL的18×180mm的試管作反應容器）實驗方案進行，收到了良好的效果．請你對比分析下面圖I、圖Ⅱ實驗，回答下列有關問題：

（1）圖I實驗中實驗現象為發出黃白色火焰，放出大量的熱，產生大量的白煙；發生反應的化學符號表達式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）圖Ⅱ實驗的操作步驟如下：
①點燃酒精燈
②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾
③將足量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾夾緊橡皮管
④讀取注射器活塞的數據你認為正確的實驗操作順序是③①②④ （填序號）；
（3）圖Ⅱ實驗中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為3 mL刻度處才停止；
（4）對照圖Ⅱ實驗，你認為圖I實驗有何不足之處？（回答一點即可）產生的白煙會污染空氣等；
（5）圖Ⅱ實驗中，如果始終沒有用彈簧夾，實驗結束并冷卻后注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約為1 mL刻度處才停止．

Answer 1

分析 只有熟悉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，才能正確解答本題；根據空氣中氧氣的體積分數及反應器的容積分析；
根據信息主要從環境的保護、實驗的誤差等方面分析解答．

解答 解：（1）圖I實驗中觀察到的現象是紅磷燃燒產生大量白煙，充分反應并冷卻后水被倒吸入廣口瓶中，約占原瓶內空氣體積的五分之一；磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．該反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）圖Ⅱ實驗正確的實驗操作順序是：③①②④；
（3）由于空氣中氧氣的體積分數約為的$\frac{1}{5}$，紅磷燃燒消耗了容積為35mL的18×180mm的試管內空氣的$\frac{1}{5}$，也就是9mL（即35mL×$\frac{1}{5}$）；所以活塞所處的刻度值為10mL-7mL=3mL；
（4）圖I實驗產生的白煙會污染空氣等；
（5）由于紅磷燃燒消耗了容積為45mL的18×180mm的試管內空氣的五分之一，也就是9mL，所以活塞所處的刻度值為10mL-9mL=1mL；
答案：
（1）發出黃白色火焰，放出大量的熱，產生大量的白煙，4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）③①②④；
（3）3；
（4）產生的白煙會污染空氣等；
（5）1

點評 此題是關于對空氣中氧氣含量的實驗考查，解題的關鍵是了解空氣中氧氣的含量以及相關的實驗要求，屬于開放型實驗分析題．