Question

4．某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖1．實驗步驟如下：

①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞．
③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．請回答
（1）該實驗中紅磷需過量，目的是耗盡瓶內氧氣．
（2）步驟②集氣瓶中的現象是紅磷燃燒，產生大量白煙，放熱，生成白色固體，其反應的符號表達式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅，該反應屬于化合反應（填反應類型）．
步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是水倒吸進入瓶中，進入瓶中水的體積約占瓶內空氣體積的五分之一若未等集氣瓶冷卻至室溫就打開止水夾，則測得氧氣體積分數偏小．
（3）若進入瓶中水的體積比指定位置偏大，則原因可能是紅磷點燃后伸入瓶中太慢，未及時蓋緊瓶塞．瓶中氣體受熱逸出
（4）實驗結束后，冷卻到室溫，集氣瓶內是否還有氧氣沒有（填，有或沒有）
（5）該實驗可推論出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水和化學性質不活潑（填“活潑”或“不活潑”），根據性質寫出氮氣的一種用途作保護氣．
（6）能否將實驗中的紅磷換成炭粉或細鐵絲，為什么？不能，碳燃燒會生成二氧化碳氣體．
（7）小青設計了如圖2所示的改進裝置，其優點是不污染空氣（只寫一點）．

Answer 1

分析 紅磷在空氣中燃燒時產生大量白煙，放出熱量，生成五氧化二磷；
根據實驗現象可以判斷氮氣的性質；
木炭燃燒生成二氧化碳氣體；
不同的實驗裝置，優缺點不同．

解答 解：（1）該實驗中紅磷需過量，目的是耗盡瓶內氧氣．
故填：耗盡瓶內氧氣．
（2）步驟②集氣瓶中的現象是紅磷燃燒，產生大量白煙，放熱，生成白色固體，其反應的符號表達式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅，該反應屬于化合反應；
步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是水倒吸進入瓶中，進入瓶中水的體積約占瓶內空氣體積的五分之一；
若未等集氣瓶冷卻至室溫就打開止水夾，則測得氧氣體積分數偏小．
故填：紅磷燃燒，產生大量白煙，放熱，生成白色固體；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；化合；水倒吸進入瓶中，進入瓶中水的體積約占瓶內空氣體積的五分之一；小．
（3）若進入瓶中水的體積比指定位置偏大，則原因可能是：紅磷點燃后伸入瓶中太慢，未及時蓋緊瓶塞，瓶中氣體受熱逸出．
故填：紅磷點燃后伸入瓶中太慢，未及時蓋緊瓶塞，瓶中氣體受熱逸出．
（4）實驗結束后，冷卻到室溫，集氣瓶內沒有氧氣．
故填：沒有．
（5）該實驗可推論出氮氣難溶于水和化學性質不活潑，氮氣可以用作保護氣．
故填：難；不活潑；作保護氣．
（6）不能將實驗中的紅磷換成炭粉或細鐵絲，因為碳燃燒生成二氧化碳氣體．
故填：不能；碳酸鈉燃燒會生成二氧化碳氣體．
（7）小青設計了如圖2所示的改進裝置，其優點是不污染空氣，操作簡便，測量更準確等．
故填：不污染空氣．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．