Question

20．已知空氣的主要成分是氮?dú)夂脱鯕�，某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
（1）紅磷在集氣瓶中發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．該實(shí)驗(yàn)中紅磷稍過量，目的是將空氣中的氧氣耗盡．紅磷燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，放出熱量．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶內(nèi)水量約是集氣瓶體積的$\frac{1}{5}$，由本實(shí)驗(yàn)可以推知氮?dú)獾膬蓷l性質(zhì)是不易溶于水、不燃燒、不支持燃燒．
（3）該實(shí)驗(yàn)在結(jié)束后若結(jié)果小于$\frac{1}{5}$，則可能的原因是：（答四條可能的原因）
①紅磷的量不足；
②沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾；
③裝置漏氣；
④反應(yīng)溫度不夠．
（4）該實(shí)驗(yàn)有一處設(shè)計(jì)有誤，請指出：集氣瓶內(nèi)沒有預(yù)先放少量水．

Answer 1

分析 根據(jù)空氣成分中主要包括氮?dú)夂脱鯕猓�氮�(dú)饧s占空氣體積的五分之四，氧氣約占空氣體積的五分之一，紅磷燃燒消耗掉氧氣，水會(huì)進(jìn)入集氣瓶中，約占總體積的五分之一；剩余的氣體主要包括氮?dú)夂拖∮袣怏w等不支持燃燒的氣體以及該實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)進(jìn)行解答．

解答 解：（1）紅磷在集氣瓶中發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；該實(shí)驗(yàn)中紅磷稍過量，目的是將空氣中的氧氣耗盡；
紅磷燃燒的現(xiàn)象：產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；
（2）待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶內(nèi)水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積$\frac{1}{5}$；由本實(shí)驗(yàn)可以推知氮?dú)獾膬蓷l性質(zhì)是不易溶于水，不燃燒、不支持燃燒；
（3）實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)測定空氣中氧氣含量偏低，造成這種結(jié)果的可能原因是紅磷的量不足或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾、裝置漏氣，反應(yīng)溫度不夠．
（4）該實(shí)驗(yàn)有一處設(shè)計(jì)有誤為：集氣瓶內(nèi)預(yù)先放少量水，可以降溫和吸收五氧化二磷，防止污染空氣．
答案：
（1）磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；將空氣中的氧氣耗盡；產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；
（2）$\frac{1}{5}$；不易溶于水，不燃燒、不支持燃燒；
（3）①紅磷的量不足；②沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾；③裝置漏氣；反應(yīng)溫度不夠；
（4）集氣瓶內(nèi)沒有預(yù)先放少量水．

點(diǎn)評 空氣和水是我們身邊重要的物質(zhì)．空氣的成分、各成分的體積分?jǐn)?shù)以及空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)．