Question

【题目】某同学可用如图1装置（改进装置）粗略地测定空气中氧气的体积分数。图中烧杯上方玻璃管（预先固定好）中部有一可左右滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，活塞右端的玻璃管口跟空气连通，实验开始前活塞处在刻度5cm处。该实验利用生石灰和水反应放热，点燃白磷。白磷化学性质和红磷相似。

（1）在烧杯中加水，可观察到玻璃管内开始发生的现象：

①白磷（足量）产生大量_____，并放热。请写出符号表达式为_____。

②实验刚开始活塞向（填左、右）_____移动；实验结束，恢复至常温后，活塞应停在约_____cm处，据此可得出的结论是_____。

（2）对比课本实验装置图（如图2），评价上述改进装置优点（写一点）_____。

（3）该实验中氮气的哪些性质（写一点）_____。

（4）已知：镁+氮气氮化镁（固体），根据上述反应，能否用镁代替磷测定空气中氧气所占的体积分数？_____（填“能”或“不能”）

Answer 1

【答案】白烟 右 4 氧气体积约占空气体积的 更准确测出空气中氧气含量 不燃烧也不支持燃烧 不能

【解析】

磷在氧气中点燃生成五氧化二磷，镁在氧气中点燃生成氧化镁。

（1）①本实验中白磷燃烧开始时的现象是白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，符号表达式为。

②白磷燃烧时，放出大量的热，使玻璃管内气体的温度升高，气体膨胀，因此会推动活塞向右移动。实验结束时，由于反应消耗了氧气，在加上恢复常温后气体冷缩会原来的体积，致使玻璃管内的气压小于外界的大气压，活塞会在压力差的作用下向左移动，慢慢移动到4cm处停止，活塞内缩的体积就是玻璃管内空气中氧气的体积。通过实验可知：玻璃管内的空气共有5份，其中氧气约占1份，因此空气中氧气约占总体积的。

（2）该装置是一个密闭的装置，测定结果更精确。

（3）实验中白磷还有剩余就熄灭，这说明氮气不燃烧、也不支持燃烧。

（4）不能用镁代替红磷测定空气中氧气的含量，这是因为镁在空气中燃烧时，与氧气和氮气都能够发生反应，这样进入集气瓶内水的体积必然大于氧气的体积，会导致测定的氧气含量偏高。