Question

19．小明和小芳为了测定空气的组成，按下图进行实验：请你通过实验现象和题中信息，帮助他们完成下面的实验内容：
（1）将燃烧匙中的过量的磷点燃后放入集气瓶中，观察到的现象是红磷剧烈燃烧并产生大量白烟，发出黄色火焰、放热；其符号表达式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅
（2）燃烧匙内为什么要盛放过量的红磷，其目的是保证集气瓶内氧气全部耗尽
（4）这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$的结论外，还可以推出氮气难（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质不活泼（填“活泼”或“不活泼”）的结论；
（5）小明和小芳在讨论“能否用蜡烛燃烧法来粗略测定空气中氧气的含量”这一问题时，小芳认为：通过如图装置，用蜡烛燃烧法测得空气中氧气的含量会偏低（填“偏  高”、“偏低”或“不变”）．她根据蜡烛燃烧产物的特点阐述了自己的理由：蜡烛燃烧在消耗氧气的同时产生二氧化碳．

Answer 1

分析 本题是用红磷测定空气中氧气的含量，本探究实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品红磷的量，必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④生成物的状态一般要求是固态等．红磷与空气中的氧气反应生成五氧化二磷，燃烧的现象是：产生黄白色火焰，产生大量白烟，放出热量．剩余的气体主要是氮气，可以得出氮气的一些性质：无色无味的气体，难溶于水，即不能燃烧也不能支持燃烧等．蜡烛燃烧能生成水和二氧化碳气体．

解答 解：（1）红磷在集气瓶中燃烧的现象是红磷剧烈燃烧并产生大量白烟，发白光、放热．红磷与空气中的氧气在点燃的条件下反应，生成五氧化二磷，；反应的方程式是：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）为了实验的准确性，为了将集气瓶中的氧气全部耗尽，所以应加入过量的红磷．
（3）红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，待反应停止冷却后，瓶内气压小于外界的大气压，打开止水夹，烧杯中的水会在大气压的作用下进入集气瓶，直到集气瓶内外气压相等时为止，此时进入集气瓶的水约占集气瓶体积的 $\frac{1}{5}$．
（4）由于消耗掉的是氧气，剩下的是氮气，说明氮气不能与红磷反应，说明氮气的化学性质不活泼．
由于烧杯中的水只进入了集气瓶容积的 $\frac{1}{5}$，说明氮气难溶于水．
（5）通过下图1装置，用蜡烛燃烧法测得空气中氧气的含量会偏低，因为蜡烛燃烧在消耗氧气的同时产生二氧化碳．故填：偏低；蜡烛燃烧在消耗氧气的同时产生二氧化碳．
故答案为：
（1）红磷剧烈燃烧并产生大量白烟，发出黄色火焰、放热；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）保证集气瓶内氧气全部耗尽；
（3）进入了集气瓶，$\frac{1}{5}$．
（4）难；不活泼．
（5）偏低；蜡烛燃烧在消耗氧气的同时产生二氧化碳．

点评 本考点是测定氧气在空气中的体积分数，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验中要注意以下几点：①装置的严密性②所用药品的量③生成物的状态④读数时要冷却到原温度等．要具体问题具体分析，根据设计的步骤中不同的现象去思考，从而得出正确的结论．本考点经常出现在填空题和实验题中．