Question

7．用來測定空氣組成的方法很多，如圖1所示是小明用紅磷在空氣中燃燒來測定空氣中氧氣含量的方法．

（1）寫出儀器名稱①：燒杯，②：燃燒匙．
（2）加入紅磷前，要先：檢驗裝置的氣密性；加入過量的紅磷并點燃，我們觀察到：生成大量的白煙，該反應的文字表達式為：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）待冷卻至常溫后，打開彈簧夾觀察到：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處，說明：氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．
（4）實驗中不能用木炭代替紅磷，原因是：木炭燃燒生成的CO₂與消耗的氧氣的體積相等，木炭燃燒前后集氣瓶內的壓強不變．
（5）同組的小亮同學認為小明的實驗誤差較大，成功率也較低，決定在小明的實驗基礎上對該實驗進行改進，實驗中他把紅磷換成了白磷（當溫度達到40℃時，白磷會自燃），利用放大鏡對陽光的會聚原理引燃白磷．如圖2所示驗，比較兩個實驗，小亮的實驗設計明顯比小明的好一些，小亮實驗設計的優點有氣密性好，誤差小（回答合理即可）．
（6）燃燒結束后，U型管中剩余的氣體的主要成分是氮氣，請結合本實驗推測出氮氣的性質：
物理性質：不易溶于水，化學性質：不可燃、不助燃、比較穩定的化學性質．

Answer 1

分析 （1）根據實驗室常用儀器解答；
（2）根據該實驗注意事項分析；根據紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體解答；
（3）根據紅磷的燃燒現象、反應結合壓強知識分析；
（4）根據木炭燃燒生成的CO₂與消耗的氧氣的體積相等，木炭燃燒前后集氣瓶內的壓強不變解答；
（5）根據裝置特點分析解答；
（6）

解答 解：（1）根據實驗室常用儀器可知：①燒杯；②燃燒匙；
（2）加入紅磷前，要先：檢驗裝置的氣密性；點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙．，反應的文字表達式為：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）由于紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，所以，打開止水夾后觀察到的現是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；由此可得出結論：氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（4）述實驗中的紅磷不能用木炭代替，原因是：木炭燃燒生成的CO₂與消耗的氧氣的體積相等，木炭燃燒前后集氣瓶內的壓強不變．
（5）改進后裝置的優點是：氣密性好，可減小誤差，防止生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣；
（6）上面的實驗同時證明了氮氣不易溶于水，有不可燃、不助燃、比較穩定的化學性質；
答案：
（1）①燒杯；②燃燒匙；
（2）檢驗裝置的氣密性；生成大量的白煙；紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（4）木炭燃燒生成的CO₂與消耗的氧氣的體積相等，木炭燃燒前后集氣瓶內的壓強不變．
（5）氣密性好，誤差小；
（6）不易溶于水；不可燃、不助燃、比較穩定的化學性質

點評 熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現象、實驗結論和注意事項是解答這類題目的基礎．