Question

5．測定空氣中氧氣體積分數的實驗裝置如圖所示．在集氣瓶內加入少量的水，并五等分水面以上的容積，做上記號．用彈簧夾夾緊乳膠管．點燃燃燒匙內足量的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊．
①寫出紅磷在空氣中燃燒的現象是紅磷燃燒，冒出大量的白煙．反應的化學方程式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ．
②待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的五分之一．
③紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是氮氣，該氣體不支持（填“支持”或“不支持”）燃燒．
④若某同學實驗時發現：最終倒流的水低于1刻度處，則可能的原因是紅磷不夠（寫一條）．

Answer 1

分析 根據空氣成分中主要包括氮氣和氧氣，氮氣約占空氣體積的五分之四，氧氣約占空氣體積的五分之一，紅磷燃燒消耗掉氧氣，水會進入集氣瓶中，約占總體積的五分之一；剩余的氣體主要包括氮氣和稀有氣體等不支持燃燒的氣體以及該實驗的注意事項進行解答．

解答 解：（1）紅磷燃燒的現象：紅磷燃燒，冒出大量的白煙；
紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ；
（2）待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
（3）紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是氮氣，氮氣不支持燃燒．
（4）在測定空氣中氧氣的體積分數時：裝置的氣密性要好；為了要耗盡瓶中的氧氣，紅磷必須是足量的；氣體的體積受到溫度的影響，要等到裝置冷卻至室溫，再打開了彈簧夾等．若測得氧氣的體積分數小于理論值，可能的原因有：紅磷不夠、未等冷卻就打開止水夾等．
故答案為：（1）紅磷燃燒，冒出大量的白煙；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ；
（2）$\frac{1}{5}$；
（3）氮氣；不支持；
（4）紅磷不夠．

點評 空氣和水是我們身邊重要的物質．空氣的成分、各成分的體積分數以及空氣中氧氣含量的測定實驗是初中化學學習的重點．