Question

【题目】为测定空气中氧气的含量，小杜和小毛同学分别设计如下方案：

小杜：采用如图装置进行实验。请回答：

（1）红磷在集气瓶中燃烧的符号表达式为________________________________________。

（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，你认为其原因可能是_________________________、_____________________。

（3）小华同学查阅资料后发现：二氧化碳气体能与澄清石灰水反应，产生白色沉淀。于是他认为将集气瓶中的水换成适量的澄清石灰水，再将红磷换成炭粉，该实验也能成功，你认为小华同学的猜想是否正确？_______（填“是”或“否”），理由是___________________。

小毛：采用图2装置进行实验。

方案：选用实际容积为40 mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能按照小毛的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计

（4）用小毛设计完成实验时：实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20 mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明___________________。若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为____________________________________；若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到的现象为________________________________________。

（5）图2的设计操作与图1比较，其优点是__________________________________。

（6）若按小毛的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。

例如_____________________________________________________________。

Answer 1

【答案】P+O2P2O5气密性不良好红磷不足量否由于氢氧化钙微溶于水，不能将生成的二氧化碳完全吸收装置的气密性好活塞最终稳定在约12mL的刻度线上活塞最终稳定在约8mL的刻度线上减少空气污染，容易读数橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等

【解析】

（1）磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，符号表达式为：P+O2P2O5；

（2）集气瓶中的液面不能上升五分之一，可能的原因是气密性不良好、红磷不足量、反应不充分、未等到冷却至室温就在打开止水夹；

（3）木碳燃烧生成了二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙溶液反应，但是由于氢氧化钙微溶于水，不能将生成的二氧化碳完全吸收，所以小华同学的猜想不正确；

（4）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这只是消耗了40mL的试管中空气中的氧气，然后根据氧气约占空气总体积的五分之一，计算出被消耗氧气的体积为8mL，进而推测出注射器活塞向左移动8mL，若不夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹，消耗的氧气应该是试管和注射器内的氧气之和，60mL的五分之一，即12mL，可观察到的现象为：活塞最终稳定在约8mL的刻度线上；

（5）图2的设计操作与图1比较，它可以防止磷燃烧产生的白烟散逸到空气中，再就是装置的刻度更清楚，读数更容易；

（6）因为白磷燃烧放出大量的热，会使密闭体系内气体压强增大，所以该实验中可能出现的问题有：橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等。