Question

【題目】用來測定空氣成分的方法很多，圖1所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒的測定方法。

實驗過程如下：

第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記。

第二步：點燃燃燒匙內的過量紅磷，迅速伸入集氣瓶中后并塞上橡皮塞。

第三步：待紅磷熄滅后立即打開彈簧夾，發現燒杯中水被倒吸入集氣瓶

中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的1/5。

請回答下列問題：

（1）實驗中紅磷過量目的是 ____________紅磷燃燒的文字表達式______________

（2）根據實驗現象，得出的結論是_______________________________

（3）實驗結束后瓶中剩余氣體主要為氮氣，在該實驗體現出氮氣的性質有

①______________________________ ②___________________________________

（4）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5，你認為導致這一結果的原因可能是______________________________________。

（5）小明同學查閱資料發現紅磷燃燒生成的白煙是有毒的，會污染環境某同學對實驗進行反思后，認為可以用木炭代替紅磷實驗較好，你認為可不可行，_______為什么？______________

小范也提出了改進方法（如圖2所示 ），你認為改進后的優點是：_____________ 。

Answer 1

【答案】將集氣瓶內的氧氣全部消耗掉紅磷+氧氣 五氧化二磷空氣中氧氣約占空氣總體積的1/5不燃燒，不支持燃燒氮氣難溶于水紅磷的量不足（或裝置漏氣或沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾）不可行木炭燃燒生成二氧化碳氣體，裝置內的壓強幾乎不變，水幾乎不會進入集氣瓶裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結果準確（或避免生成的白煙外漏污染空氣）

【解析】

（1）根據紅磷的作用和產物分析；

（2）根據實驗現象分析；

（3）根據實驗現象推斷氮氣的性質；

（4）根據實驗的注意事項分析；

（5）根據木炭燃燒后的產物和裝置的特點分析。

（1）紅磷燃燒消耗氧氣，實驗中紅磷取樣需稍過量，目的是將集氣瓶內的氧氣全部消耗掉；紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，所以文字表達式為：紅磷+氧氣 五氧化二磷；

（2）根據待紅磷熄滅并冷卻后，集氣瓶中的氧氣被消耗打開彈簧夾，發現水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶中空氣總容積的1/5，可以說明空氣中氧氣約占空氣總體積的1/5；

（3）該實驗能夠證明氧氣能夠支持燃燒，反應后的剩余氣體主要是氮氣，由于紅磷不能繼續燃燒所以可以體現氮氣不燃燒也不支持燃燒的性質，同時進入水后氮氣的體積幾乎沒有減少，說明氮氣難溶于水；

（4）如果紅磷的量不足，裝置漏氣，沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾，都能夠導致進入集氣瓶中水的體積不到總容積的五分之一；

（5）木炭燃燒生成二氧化碳氣體，裝置內的壓強幾乎不變，所以無法測定空氣中氧氣的含量；改進后的裝置直接通過聚太陽光而引燃白磷，避免了再次打開瓶塞而保持裝置始終密封，減少了操作中人為因素所造成的偏差，可得到更準確的實驗結果，同時避免生成的白煙外漏污染空氣。