Question

15．某同學用如圖裝置測定空氣中氧氣的體積分數．請你填寫有關空格，并與同學交流．
（!）該實驗中，紅磷需稍過量，目的是使瓶內的氧氣完全反應該物質燃燒反應的化學方程式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）實驗后發現測定出的空氣中氧氣的體積分數低于$\frac{1}{5}$，這可能是由哪幾種原因引起的
（3）由本實驗還可以推測氮氣的性質有不支持燃燒、難溶于水．

Answer 1

分析 （1）從紅磷需稍過量，目的是使瓶內空氣中的氧氣完全被消耗，紅磷在空氣中燃燒，其實質上是與空氣中的氧氣反應生成五氧化二磷去分析；
（2）從測定空氣中氧氣的含量實驗原理去分析．
（3）由紅磷消耗完氧氣后，不再繼續燃燒，說明氮氣不能支持燃燒；由燒杯內的水進入集氣瓶的$\frac{1}{5}$后，不能繼續進入，說明氮氣難溶于水．

解答 解：（1）該實驗中，紅磷需稍過量，目的是使瓶內空氣中的氧氣完全被消耗，紅磷在空氣中燃燒，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\;}}{\;}$2P₂O₅；故答案為：使瓶內的氧氣完全反應        4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）測定空氣中氧氣的含量實驗原理：利用紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使左邊集氣瓶內氣體體積變小，壓強變小，從而在外部大氣壓的作用下使燒杯內的水進入集氣瓶，通過測量進入集氣瓶中水的量來確定空氣中氧氣的體積分數．如果所用紅磷的量不足，造成瓶內空氣中的氧氣沒有完全被消耗，所以會使所測得的氧氣的體積分數偏小；如果裝置漏氣，則形成的壓強差會從漏氣的地方進入空氣，也會導致進入集氣瓶的水的量偏小，即測得氧氣的體積分數偏小；故答案為：紅磷的量不足       裝置漏氣等．
（3）由于紅磷消耗完氧氣后，不再繼續燃燒，說明氮氣不能支持燃燒；由燒杯內的水進入集氣瓶的$\frac{1}{5}$后，不能繼續進入，說明氮氣難溶于水；故答案為：不支持燃燒、難溶于水．

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．