Question

【題目】某化學興趣小組在老師的指導下進行課外實驗,利用下列裝置來探究磷單質在空氣中燃燒后氧氣濃度的變化情況。

（提出問題）足量紅磷在密閉的四頸平底燒瓶內充分燃燒,熄滅后,容器中是否有氧氣剩余?

（猜想假設）猜想①:有氧氣剩余;

猜想②:無氧氣剩余。

（實驗驗證）該小組同學按如圖1組裝好實驗裝置,用高能激光筆分別照射燃燒匙上的紅磷和白磷,紅磷燃燒直至熄滅,白磷無明顯變化;待裝置完全冷卻后,將裝有白磷的燃燒匙提出水面,再次用高能激光筆照射,白磷被點燃。

(1)激光筆的作用是________________________。

(2)紅磷的燃燒產物與瓶底熱水反應生成磷酸(H3PO4)的化學方程式_________________ 。

(3)實驗過程中燃燒匙內的白磷第一次未燃著的原因是_________________ 。

（實驗結論）根據上述實驗現象,得出如下結論

(4)結論1:猜想_______正確

結論2:課本上“燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量”的方法是_____(選填“嚴謹”或“不嚴謹”)的,其理由是_________________ 。

（注意:若答對第(5)(6)小題獎勵4分,化學試卷總分不超過60分。）

（拓展延伸）如圖2是該小組同學從開始實驗到最后裝置冷卻后的整個實驗過程中,用氧氣傳感器測量容器內氧氣濃度變化的曲線圖

(5)在圖中_____ (選填“A”“B”“C”“D”或“E")點時紅磷燃燒熄滅。請你解釋曲線AB段、DE段氧氣濃度變化的主要原因

①________________________。

②________________________。

(6)小組同學通過查閱資料得知,能夠較精確地驗證空氣中氧氣體積分數的藥品是鐵絲絨,利用鐵與氧氣、水等的緩慢氧化,可以將空氣中的氧氣濃度消耗至0.2%。將足量細鐵絲絨固定于試管底部,并倒扣在裝有水的燒杯中(如圖3)，一段時間后你將看到的現象是________________________。

Answer 1

【答案】使溫度達到紅磷、白磷的著火點 P2O5+3H2O2H3PO4 沒有與氧氣接觸 ① 不嚴謹 足量紅磷不能把裝置中的氧氣耗盡 C AB段：紅磷沒有燃燒，氧氣濃度沒有明顯變化 DE段：白磷燃燒消耗氧氣，導致氧氣濃度減小 細鐵絲絨生銹，試管中的液面約上升至試管中空氣總體積的五分之一處

【解析】

（1）燃燒是可燃物與氧氣充分接觸發生的發光、放熱的劇烈的氧化反應。燃燒需要同時具備三個條件，激光筆的作用是使溫度達到紅磷、白磷的著火點；

（2）紅磷燃燒產物是五氧化二磷，與瓶底熱水反應生成磷酸（H3PO4），反應的化學方程式為：P2O5+3H2O 2H3PO4；

（3）實驗過程中，燃燒匙內的白磷由于浸沒在水中，被隔絕氧氣，沒有與氧氣接觸，未燃著；

（4）結論1：將裝有白磷的燃燒匙提出水面，再次用高能激光筆照射，白磷能夠燃燒，說明裝置中含有氧氣，即紅磷沒有把裝置中的氧氣耗盡，因此猜想①正確；

結論2：課本上用“燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量”的方法是不嚴謹的，其理由是足量紅磷不能把裝置中的氧氣耗盡；

（5）在圖中C點時紅磷燃燒熄滅；

AB段：紅磷沒有燃燒，氧氣濃度沒有明顯變化；

DE段：白磷燃燒消耗氧氣，導致氧氣濃度減小；

一段時間后將看到的現象是細鐵絲絨生銹，試管中的液面上升，上升的水約占試管中空氣總體積的五分之一。