Question

5．某同學用如圖所示裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)．請你回答有關(guān)問題
（1）集氣瓶中紅磷燃燒的現(xiàn)象發(fā)出黃光，冒出大量的白煙，反應(yīng)的文字表達式磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾觀察到的現(xiàn)象是水沿著導管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的五分之一．
由此得出的結(jié)論是氧氣占空氣體積的$\frac{1}{5}$．
（3）實驗后發(fā)現(xiàn)測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)低于$\frac{1}{5}$，可能的原因是紅磷的量不足、裝置漏氣等．（寫兩點）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)磷燃燒的現(xiàn)象和文字表達式的寫法考慮；
（2）根據(jù)裝置內(nèi)壓強的變化考慮；
（3）造成測得氧氣的體積分數(shù)小于五分之一的因素可以從以下四個方面考慮：①裝置是否漏氣②紅磷的用量是否充足③瓶內(nèi)的氧氣是否耗盡④裝置是否冷卻到室溫；

解答 解：（1）由于磷燃燒生成五氧化二磷是白色固體，現(xiàn)象是紅磷燃燒發(fā)出黃光，冒出大量的白煙；反應(yīng)的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強減小，在外界大氣壓的作用下水沿著導管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的五分之一；由此得出的結(jié)論是氧氣占空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）測定空氣中氧氣的含量實驗原理：利用紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使左邊集氣瓶內(nèi)氣體體積變小，壓強變小，從而在外部大氣壓的作用下使燒杯內(nèi)的水進入集氣瓶，通過測量進入集氣瓶中水的量來確定空氣中氧氣的體積分數(shù)．如果所用紅磷的量不足，造成瓶內(nèi)空氣中的氧氣沒有完全被消耗，所以會使所測得的氧氣的體積分數(shù)偏小；如果裝置漏氣，則形成的壓強差會從漏氣的地方進入空氣，也會導致進入集氣瓶的水的量偏小，即測得氧氣的體積分數(shù)偏小；故答案為：紅磷的量不足；裝置漏氣等．
答案：
（1）發(fā)出黃光，冒出大量的白煙；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）水沿著導管被壓入集氣瓶內(nèi)，并進入集氣瓶容積的五分之一；氧氣占空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）紅磷的量不足；裝置漏氣等．

點評 本題以空氣中氧氣的含量為載體，考查了相關(guān)化學方程式的書寫、所測氧氣含量偏低的原因、氮氣的性質(zhì)等，考查學生科學探究和邏輯思維的能力．