Question

【題目】某同學可用如圖1裝置（改進裝置）粗略地測定空氣中氧氣的體積分數。圖中燒杯上方玻璃管（預先固定好）中部有一可左右滑動的活塞，活塞左端管內密封有空氣，活塞右端的玻璃管口跟空氣連通，實驗開始前活塞處在刻度5cm處。該實驗利用生石灰和水反應放熱，點燃白磷。白磷化學性質和紅磷相似。

（1）在燒杯中加水，可觀察到玻璃管內開始發生的現象：

①白磷（足量）產生大量_____，并放熱。請寫出符號表達式為_____。

②實驗剛開始活塞向（填左、右）_____移動；實驗結束，恢復至常溫后，活塞應停在約_____cm處，據此可得出的結論是_____。

（2）對比課本實驗裝置圖（如圖2），評價上述改進裝置優點（寫一點）_____。

（3）該實驗中氮氣的哪些性質（寫一點）_____。

（4）已知：鎂+氮氣氮化鎂（固體），根據上述反應，能否用鎂代替磷測定空氣中氧氣所占的體積分數？_____（填“能”或“不能”）

Answer 1

【答案】白煙 右 4 氧氣體積約占空氣體積的 更準確測出空氣中氧氣含量 不燃燒也不支持燃燒 不能

【解析】

磷在氧氣中點燃生成五氧化二磷，鎂在氧氣中點燃生成氧化鎂。

（1）①本實驗中白磷燃燒開始時的現象是白磷燃燒，產生大量白煙，放出熱量，符號表達式為。

②白磷燃燒時，放出大量的熱，使玻璃管內氣體的溫度升高，氣體膨脹，因此會推動活塞向右移動。實驗結束時，由于反應消耗了氧氣，在加上恢復常溫后氣體冷縮會原來的體積，致使玻璃管內的氣壓小于外界的大氣壓，活塞會在壓力差的作用下向左移動，慢慢移動到4cm處停止，活塞內縮的體積就是玻璃管內空氣中氧氣的體積。通過實驗可知：玻璃管內的空氣共有5份，其中氧氣約占1份，因此空氣中氧氣約占總體積的。

（2）該裝置是一個密閉的裝置，測定結果更精確。

（3）實驗中白磷還有剩余就熄滅，這說明氮氣不燃燒、也不支持燃燒。

（4）不能用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，這是因為鎂在空氣中燃燒時，與氧氣和氮氣都能夠發生反應，這樣進入集氣瓶內水的體積必然大于氧氣的體積，會導致測定的氧氣含量偏高。