Question

5．某同學用圖裝置測定空氣中氧氣的體積分數．請你填寫有關空格
（1）寫出紅磷燃燒反應的符號表達式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷
（2）待該物質熄滅并冷卻后，打開彈簧夾觀察到的現象是：燒杯中的水進入集氣瓶，水位上升約$\frac{1}{5}$
（3）實驗后發現測定出的空氣中氧氣的體積分數低于$\frac{1}{5}$，這可能的原因是（2種）：裝置漏氣；紅磷的量不夠
（4）由本實驗還可以推測氮氣的性質有（任寫一種）：難溶于水；和氧氣反應，不支持燃燒等．

Answer 1

分析 （1）該反應生成了五氧化二磷，可以據此寫出該反應的文字表達式；
（2）測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷的方法，生成的白色固體是五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內外產生氣壓差，產生倒吸現象，從而得出結論；
（3）保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數等；
（4）對比氧氣和環境來具體分析氮氣的性質．

解答 解：
（1）該反應生成了五氧化二磷，出該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣，使得瓶內壓強減少，打開彈簧夾后，有水進入集氣瓶，水位上升約$\frac{1}{5}$，水位上升的體積就是氧氣的體積，由此可得出結論：空氣中約含$\frac{1}{5}$體積的氧氣；
（3）如果實驗中因紅磷量不足，而氧氣沒有完全消耗或因裝置漏氣而在冷卻，過程中進入少量空氣或未冷卻至室溫而打開彈簧夾或燒杯中的水太少等，都可能出現進入集氣瓶中水的體積不到總容積的五分之一的結果．
（4）氮氣的性質的歸納，要從本實驗的實際來進行，不要脫離題目去回答和分析．實驗中當裝置內進入水以后，氮氣依然能夠存在這就說明氮氣是難溶于水的也不和水反應．另外在紅磷和氧氣反應的過程中，氮氣沒有被消耗，所以氮氣不和氧氣、紅磷反應，可以概括為性質穩定，當然也可以分開敘述，就是不和氧氣反應，不支持燃燒等．
故答案為：
（1）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）燒杯中的水進入集氣瓶，水位上升約$\frac{1}{5}$；
（3）裝置漏氣；紅磷的量不夠；'
（4）難溶于水；和氧氣反應，不支持燃燒等．

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．