Question

18．利用圖所示裝置做空氣中O₂含量測定的實驗，實驗步驟如下：①先將活塞關閉；②點燃燃燒匙內的紅磷；③將燃燒匙插入廣口瓶內，并塞上瓶塞；④燃燒完畢后，打開活塞，實驗后發現測定出的空氣中氧氣體積小于廣口瓶容積的$\frac{1}{5}$．
（1）產生這種現象的原因可能是（寫一點）裝置的氣密性不好；
（2）為什么要盛過量的紅磷？為了將空氣中的氧氣耗盡；
紅磷在空氣中燃燒的現象是產生大量白煙，放出熱量；
該反應的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）某校研究性學習小組用如圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中的水的體積約占集氣瓶容積的70%．
a．鎂條燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入廣口瓶的原因是鎂在空氣中燃燒生成了氧化鎂，瓶內氣壓減小，水能進入廣口瓶．
b．寫出鎂條在空氣中燃燒的文字表達式鎂+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂．
能否用鎂代替？如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%，但進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣．不能用鎂代替紅磷．

Answer 1

分析 （1）如果裝置的氣密性不好，則會導致進入集氣瓶中水的體積小于五分之一，可以據此解答該題；
（2）根據紅磷過量，為了將空氣中的氧氣耗盡解答；紅磷燃燒產生大量白煙，放出熱量，生成了五氧化二磷，可以據此解答該題；
（3）鎂在空氣中燃燒生成了氧化鎂，可以據此寫出該反應的文字表達式，鎂可以在空氣中燃燒且生成了固體氧化鎂，但是鎂可以和氮氣發生反應，可以據此解答該題、

解答 解：（1）如果裝置的氣密性不好，則會導致進入集氣瓶中水的體積小于五分之一；
（2）紅磷過量，為了將空氣中的氧氣耗盡；紅磷燃燒產生大量白煙，放出熱量，生成了五氧化二磷，該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）鎂在空氣中燃燒生成了氧化鎂，瓶內氣壓減小，水能進入廣口瓶；
可以據此寫出該反應的文字表達式為：鎂+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂，鎂可以在空氣中燃燒且生成了固體氧化鎂，但是鎂可以和氮氣發生反應，所以不能用鎂來代替紅磷來完成實驗．
故答案為：（1）裝置的氣密性不好；
（2）為了將空氣中的氧氣耗盡；產生大量白煙，放出熱量；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）鎂在空氣中燃燒生成了氧化鎂，瓶內氣壓減小，水能進入廣口瓶；鎂+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，難度稍大．