Question

6．小明同學設計以下實驗來探究可燃物燃燒的條件和測定空氣中氧氣的含量．（已知：白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃）

實驗裝置	實驗過程	實驗現象
	①取一燒杯，加入適量的生石灰，再分別取少量白磷、紅磷放在燒杯上的銅片上． ②…	一會兒白磷發生燃燒，紅磷不燃燒
	③先在容積為350mL的集氣瓶中裝進50mL滴有紅墨水的水，在燃燒匙中放足量白磷，量筒中盛入足量水． ④按圖連好儀器，用激光手電照射白磷，白磷燃燒．	集氣瓶和量筒中的水均為紅色，量筒內的液體體積減少約60mL

（1）實驗過程②是向燒杯中加入適量的冷水，燒杯中發生反應的化學方程式為CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
（2）白磷燃燒反應的化學方程式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（3）根據實驗2的結果，計算空氣中氧氣的體積分數約為$\frac{60mL}{350mL-50mL}$=$\frac{1}{5}$（寫出計算式和結果）；
（4）在整個實驗2的過程中，集氣瓶內的壓強變化是先變大后變小到與大氣壓相等，集氣瓶中預先裝入50mL水，水起的作用是吸收白煙，同時防止集氣瓶內的空氣因瓶內溫度升高、壓強增大而逸散到瓶外．

Answer 1

分析 （1）根據燃燒需要同時滿足三個條件：①可燃物、②氧氣或空氣、③溫度要達到著火點，白磷發生燃燒，溫度需達到著火點，結合生石灰與水反應放出大量的熱，進行分析解答．
（2）白磷燃燒生成五氧化二磷，寫出反應的化學方程式即可．
（3）根據題意，先在容積為350mL的集氣瓶中裝進50mL滴有紅墨水的水，完全反應后量筒內的液體體積減少約60mL，進行分析解答．
（4）根據白磷燃燒放出大量的熱，后消耗氧氣使裝置內壓強減小，冷卻至室溫后與外界大氣壓相等；集氣瓶內預先裝入少量水，能吸收白煙、使裝置迅速降低，進行分析解答．

解答 解：（1）白磷發生燃燒，溫度需達到著火點，生石灰與水反應生成氫氧化鈣，放出大量的熱，故實驗過程②是向燒杯中加入適量的冷水，反應的化學方程式為：CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
（2）白磷燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（3）根據題意，先在容積為350mL的集氣瓶中裝進50mL滴有紅墨水的水，即集氣瓶內空氣的體積為350mL-50mL；完全反應后量筒內的液體體積減少約60mL，即被消耗掉的氧氣的體積為60mL，則空氣中氧氣的體積分數約為$\frac{60mL}{350mL-50mL}$=$\frac{1}{5}$．
（4）白磷燃燒放出大量的熱，使裝置內氣體受熱膨脹，壓強增大；后消耗氧氣使裝置內壓強減小，冷卻至室溫后與大氣壓相等，故在整個實驗2的過程中，集氣瓶內的壓強變化是先變大后變小到與大氣壓相等．
集氣瓶中預先裝入50mL水，水能降低溫度，故水起的作用是吸收白煙，同時防止集氣瓶內的空氣因瓶內溫度升高、壓強增大而逸散到瓶外．
故答案為：（1）向燒杯中加入適量的冷水；CaO+H₂O═Ca（OH）₂；（2）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；（3）$\frac{60mL}{350mL-50mL}$=$\frac{1}{5}$；（4）先變大后變小到與大氣壓相等；吸收白煙，同時防止集氣瓶內的空氣因瓶內溫度升高、壓強增大而逸散到瓶外．

點評 本題難度不大，掌握探究可燃物燃燒的條件和測定空氣中氧氣的含量的實驗原理、氧化鈣的化學性質、化學方程式的書寫方法等是正確解答本題的關鍵．