Question

14．如圖是用紅磷燃燒法測定空氣中氧氣體積分數的實驗裝置，請你回答下列有關問題：
（1）紅磷燃燒時冒出濃厚的白煙，該反應的符號表達式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）紅磷燃燒消耗氧氣，并且生成固體，使得集氣瓶內的壓強減小，致使燒杯中的水倒吸入集氣瓶，從而粗略測出空氣中氧氣的體積分數．燃燒結束后，當集氣瓶冷卻至室溫后打開彈簧夾，過一會兒觀察到進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶總體積的五分之一．
（3）實驗成功的關鍵因素有1．氣密性良好裝置；2．紅磷的量要足量．
（4）小明提出可以通過測量集氣瓶內氣體的體積和燒杯內水減少的體積，來計算氧氣的體積分數．小華認為這樣的實驗結果比上述實驗更精確．小華的理由是避免導管中有水殘留對實驗結果的影響．

Answer 1

分析 （1）根據紅磷燃燒的現象分析解答；
（2）根據磷與氧氣反應，消耗了空氣中的氧氣，使內外產生壓強差解答；
（3）根據從測定空氣中氧氣的含量實驗原理去分析．
（4）根據裝置特點分析解答．

解答 解：
（1）紅磷在空氣中燃燒，冒出濃厚的白煙，其實質上是與空氣中的氧氣反應生成五氧化二磷，其反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）紅磷燃燒消耗氧氣，并且生成固體，使得集氣瓶內的壓強減小，致使燒杯中的水倒吸入集氣瓶，從而粗略測出空氣中氧氣的體積分數．燃燒結束后，當集氣瓶冷卻至室溫后打開彈簧夾，過一會兒觀察到進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶總體積的五分之一．
（3）實驗成功的關鍵因素有1．氣密性良好；2．紅磷的量要足量，可以將氧氣耗盡；
（4）通過測量集氣瓶內氣體的體積和燒杯內水減少的體積，來計算氧氣的體積分數．這樣的實驗結果比上述實驗更精確的原因是：避免導管中有水殘留對實驗結果的影響．
答案：
（1）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）冷卻至室溫；
（3）①．氣密性良好；②．足量．
（4）避免導管中有水殘留對實驗結果的影響．

點評 本題以空氣中氧氣的含量為載體，考查了相關化學方程式的書寫、所測氧氣含量偏低的原因、氮氣的性質等，考查學生科學探究和邏輯思維的能力．