Question

3．測定空氣中氧氣體積含量的方法很多，如圖甲所示是小明用紅磷在空氣中燃燒的測定方法．實驗過程如下：
第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記．
第二步：點燃燃燒匙內的紅磷，立即伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開止水夾，觀察現象．
（1）第二步中可以觀察到的實驗現象是生成大量的白煙，放出熱量．
（2）第二步中發生的反應文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積小于總容積的$\frac{1}{5}$，你認為導致這一結果的原因可能是紅磷的量不足等（填一點）．
（4）燃燒后，集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣．請結合本實驗推測氮氣的化學性質有穩定性（填一點）．
（5）已知鎂在空氣中燃燒不僅會與氧氣反應，還會與氮氣反應：鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂．根據上述反應，能否用鎂代替紅磷測定空氣成分，理由是不能，鎂不僅能和氧氣反應還能和氮氣反應，這樣會導致水面上升超過的$\frac{1}{5}$，不能確定氧氣的含量．
（6）小紅同學又提出了新的測定空氣中氧氣體積含量的方案，如圖乙所示，取一團用食鹽水浸泡過的，光亮無銹的鐵絲絨，放入一支潔凈的試管的底部，將試管倒放在一個盛有水的燒杯中．與上面裝置相比，你認為此裝置的優點是操作簡便、無污染．

Answer 1

分析 （1）根據紅磷燃燒的現象分析回答；
（2）根據紅磷燃燒的反應寫出反應的文字表達式；
（3）根據實驗的注意事項分析回答；
（4）根據實驗的現象分析氮氣的性質；
（5）根據鎂的性質分析回答；
（6）根據實驗的裝置和過程分析優點．

解答 解：（1）紅磷燃燒時的現象是：生成大量的白煙，放出熱量；
（2）紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積小于總容積的$\frac{1}{5}$，導致這一結果的原因可能是：紅磷的量不足、裝置漏氣等．
（4）燃燒后，集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣．由紅磷的熄滅，可推測氮氣不燃燒、不支持燃燒，性質穩定．
（5）已知鎂在空氣中燃燒不僅會與氧氣反應，還會與氮氣反應：鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂．根據上述反應，不能用鎂代替紅磷測定空氣成分，理由是鎂不僅能和氧氣反應還能和氮氣反應，這樣會導致水面上升超過的$\frac{1}{5}$，不能確定氧氣的含量．
（6）小紅同學又提出了新的測定空氣中氧氣體積含量的方案，如圖乙所示，取一團用食鹽水浸泡過的，光亮無銹的鐵絲絨，放入一支潔凈的試管的底部，將試管倒放在一個盛有水的燒杯中．與上面裝置相比，該實驗操作簡便，誤差小、不產生污染物等．
故答案為：（1）生成大量的白煙，放出熱量；
（2）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）紅磷的量不足等；
（4）穩定性．
（5）不能，鎂不僅能和氧氣反應還能和氮氣反應，這樣會導致水面上升超過的$\frac{1}{5}$，不能確定氧氣的含量；
（6）操作簡便、無污染．

點評 只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，才能正確解答本題．