Question

【題目】某興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進（見右圖）：將數顯設備、氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按如圖所示連接。裝置氣密性良好，調節右邊敞口容器和集氣瓶里的水而相平，此時集氣瓶內氣體的體積為V1。關閉活塞，點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升，待集氣瓶內的水面不再上升時，集氣瓶內的氣體體積為V2。然后向右邊容器內加人一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內的氣體體積為V3，在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數顯設備顯示集氣瓶內的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩定。

請回答：

（1）寫出紅磷燃燒的符號或文字表達式：___________ ，紅磷燃燒時，集氣瓶中的現象是：____________。

（2）數顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量______（選填“大于”、“等于”或“小于”）氧氣量減少導致的氣壓變化量。

（3）基于數顯設備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到______________所經歷的時間。

（4）在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為_______（選填 “V1﹣V2”、“V1﹣V3”或 “V2﹣V3”）。

（5）思考：本實驗導致結果小于1/5的原因是_______ 。

（6）用紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗結束后，反應容器內剩下的氣體主要是_____。

Answer 1

【答案】P+O2P2O5 出現黃色火焰，生成大量白煙 大于 裝置冷卻至室溫 V1-V3 紅磷的量不足 氮氣

【解析】

（1）紅磷燃燒的產物是五氧化二磷，其符號表達式為P+O2P2O5；該反應的現象是出現黃色火焰，生成大量白煙；

（2）實驗開始時，紅磷燃燒放熱，由于溫度升高導致的氣壓變化量大于氧氣量減少導致的氣壓變化量，所以開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升；

（2）在實驗結束后，必須等到裝置冷卻至室溫后才能打開活塞；否則氣體由于膨脹導致進入水的量會小于氧氣的體積，所以“一段時間”是指：裝置冷卻至室溫所用的時間；

（3）參加反應的氧氣即為集氣瓶內減少的氧氣，其體積為：V1-V3；

（4）該實驗中如果紅磷的量不足就會導致氧氣的消耗不夠充分，使實驗結果小于1/5；

（5）空氣的主要成分是氮氣和氧氣，消耗掉氧氣后剩余的主要氣體應該是氮氣。