Question

【題目】為測定空氣中氧氣的含量，小華和小強同學分別設計如下方案：

小華：采用圖1裝置進行實驗．

小強：(如圖2)選用實際容積為40mL的試管作反應容器，將過量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管口，通過導管與潤滑性很好的針筒注射器組成如圖的實驗裝置．假設此實驗能按照小強的設想正常進行，且白磷所占體積與導管內的氣體體積忽略不計．

請回答下列問題：

(1)紅磷在集氣瓶中燃燒的文字表達式為______

(2)待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5，你認為其原因可能是______、______．(寫2點)

(3)如將燃燒匙中紅磷換成炭粉，實驗能否成功？____(填“能”或“不能”)，原因是____。

(4)用小強設計完成實驗時：實驗前，打開彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明______。若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾，可觀察到的現象為_____；若不夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后再打開彈簧夾，可觀察到的現象為____。

(5)圖2的設計操作與圖1比較，其優點是______。

(6)采用圖1測定空氣中氧氣含量實驗說法正確的是（_____）

A 燃燒匙中的紅磷越多;水位上升越高

B 本實驗可以證明空氣含有N2、O2、CO2和稀有氣體

C 選用紅磷是因為只能與空氣中的氧氣反應，且生成物為固體

D 集氣瓶中先裝入少量水是為了吸收生成物，防止污染空氣

Answer 1

【答案】紅磷+氧氣五氧化二磷 裝置漏氣(未冷卻至室溫就打開止水夾) 紅磷的量不足 不能 碳燃燒生成了CO2氣體，裝置內的壓強無明顯變化 裝置的氣密性良好 注射器活塞向左移動至12mL刻度處 注射器活塞向左移動至8mL刻度處 能避免生成的P2O5擴散到空氣中，污染環境/ 容易讀數/裝置始終處于密閉狀態，減少實驗誤差 C D

【解析】

(1)紅磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷，文字表達式為：紅磷+氧氣五氧化二磷；

(2)實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的五分之一，你認為導致這一結果的原因可能是裝置漏氣或紅磷的量不足或裝置未完全冷卻就打開止水夾；

(3)若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，因為碳與氧氣反應，消耗氧氣，但同時又生成二氧化碳氣體，瓶中的壓強無明顯變化；

(4)打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明整個裝置都不漏氣；若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這只是消耗了40mL的試管中空氣中的氧氣，然后根據氧氣約占空氣總體積的五分之一，計算出被消耗氧氣的體積為8mL，進而推測出注射器活塞向左移動8mL，注射器活塞向左移動至12mL刻度處；若不夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾，消耗的氧氣應該是試管和注射器內的氧氣之和，60mL的五分之一，可觀察到的現象為：活塞最終穩定在約8mL的刻度線上；

(5)圖2的設計操作與圖1比較，它可以防止磷燃燒產生的白煙散逸到空氣中，再就是裝置的刻度更清楚，讀數更容易；

(6)A、集氣瓶中的氧氣的量是一定的，反應需要的紅磷的量也是一定的，最終進入集氣瓶中的水也是一定的，并不是燃燒匙中的紅磷越多，水位上升越高，該選項說法不正確；

B、本實驗可以證明空氣中氧氣的含量，但是不能證明空氣中含有氮氣、氧氣、二氧化碳和稀有氣體等，該選項說法不正確；

C、選用紅磷是因為反應可以耗盡氧氣，生成固態的五氧化二磷，該選項說法正確；

D、集氣瓶底部有少量水，既能吸收反應的生成物，又可以防止空氣污染，該選項說法正確。