Question

4．某同學用如圖所示裝置測定空氣中氧氣的體積分數，請你填寫有關空格．
（1）紅磷燃燒的現象是：紅磷燃燒、放熱、產生大量白煙
（2）紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，你認為原因是集氣瓶內的氧氣已消耗完
（3）待該物質熄滅并冷卻后，打開彈簧夾觀察到的現象是燒杯里的水倒吸到集氣瓶內（或燒杯的水面下降），由此得出的結論是：集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$
（4）實驗后測定出的空氣中氧氣的體積分數低于$\frac{1}{5}$，可能的原因是紅磷的量不足、未冷卻即打開止水夾等
（5）由本實驗可以推測氮氣的性質難溶于水、不支持燃燒等
（6）此反應的符號表達式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅
（7）硫燃燒時也要放少量水作用是吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空氣，鐵絲燃燒也要放少量水作用是防止高溫熔融物炸裂瓶底
（8）此實驗的不足之處磷與氧氣反應生成五氧化二磷易污染空氣．

Answer 1

分析 （1）根據紅磷燃燒的現象：產生大量白煙，放出熱量；
（2）根據氧氣的助燃性來考慮；
（3）根據反應結束后，內外產生壓強差分析；
（4）如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失敗；
（5）對比氧氣和環境來具體分析氮氣的性質；
（6）根據磷在空氣中燃燒時，磷與氧氣反應生成五氧化二磷解答；
（7）硫在氧氣中燃燒能生成二氧化硫，二氧化硫是大氣污染物；鐵在氧氣中燃燒能生成高溫熔融物四氧化三鐵；
（8）根據裝置特點分析解答．

解答 解：（1）紅磷燃燒的現象：產生大量白煙，放出熱量，故答案為：產生大量白煙，放出熱量；
（2）由于氧氣具有助燃性，所以集氣瓶里的氧氣消耗完了，或氧氣的含量少了，都能使紅磷熄滅，故答案為：集氣瓶內的氧氣已消耗完；
（3）磷燃燒消耗氧氣，生成的是五氧化二磷固體，使瓶內壓強減小，在外界大氣壓的作用下水沿著導管被壓入集氣瓶內，而氧氣占空氣體積的$\frac{1}{5}$，所以水進入集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，故答案為：燒杯里的水倒吸到集氣瓶內（或燒杯的水面下降），集氣瓶中的水約占集氣瓶容積$\frac{1}{5}$．
（4）如果裝置漏氣，紅磷不足，沒有冷卻到室溫就打開止水夾，都可能導致進入集氣瓶中的水少于其容積的五分之一．
（5）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，就是不支持燃燒等．
（6）磷在空氣中燃燒時，磷與氧氣反應生成五氧化二磷．該反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（7）硫反應生成的二氧化硫是一種大氣污染物，能和水反應生成亞硫酸，所以加入水可以防止二氧化硫氣體逸出污染空氣；鐵絲在氧氣中燃燒，生成了四氧化三鐵，生成物如果直接落到瓶底，會炸裂瓶底．
（8）此實驗的不足之處是：磷與氧氣反應生成五氧化二磷易污染空氣．
故答案為：
（1）產生大量白煙；
（2）集氣瓶內的氧氣已消耗完；
（3）燒杯里的水倒吸到集氣瓶內（或燒杯的水面下降），集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$；
（4）紅磷的量不足，未冷卻即打開止水夾等；
（5）難溶于水；不支持燃燒等；
（6）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（7）吸收二氧化硫，防止二氧化硫污染空氣；防止高溫熔融物炸裂瓶底；
（8）磷與氧氣反應生成五氧化二磷易污染空氣．

點評 本題主要考查用紅磷、白磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論，難度比較小，屬于基礎性題目．