Question

如圖A所示是用紅磷在空氣中燃燒的方法測定空氣中氧氣含量．（在集氣瓶中裝入少許水，會使生成的五氧化二磷煙狀物迅速溶解）．

（1）實驗原理：
①磷在空氣中燃燒反應的化學方程式

2P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅

．
②密閉的裝置內，由于

氧氣

被消耗，生成固體物質，該裝置內氣體壓強

變小

．
（2）實驗探究：
第一步：集氣瓶裝入少許水，然后將集氣瓶空的容積劃分為五等份，并做好標記．
第二步：點燃燃燒匙內的紅磷，伸入集氣瓶中并把塞子塞緊．
第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發現水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的1/5．
（3）實驗結論：①空氣中氧氣約占空氣總體積的

1

5

．
②該實驗證明了氧氣具有

助燃

的性質；同時也證明了氮氣有哪些性質？

氮氣不燃燒也不支持燃燒

（寫一點）
（4）反思與評價：①實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的1/5，你認為導致這一結果的原因可能是

裝置漏氣等

．（講一點）
②某同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖B所示），你認為改進后的優點是：

裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結果準確

．
（5）拓展遷移：
已知：鎂在氧氣中燃燒生成氧化鎂，鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂（固體），能否用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量？并簡要說明理由．
答：

不能

（填“能”或“不能”），理由

鎂除去能和氧氣反應外還能和氮氣反應，這樣會導致水面上升超過

1

5

，不能確定氧氣的含量

．

Answer 1

分析：（1）依據該反應的反應物生成物以及條件書寫即可；根據磷的燃燒消耗氧氣導致裝置中的氣體減小分析解答即可；
（3）根據實驗的現象判斷該實驗能夠說明的問題；
（4）根據實驗中容易出現的情況以及導致的誤差分析解答即可；
（5）依據鎂的性質以及該實驗的原理分析解答即可；

解答：解：（1）①紅磷燃燒的方程式為4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；②該裝置中磷的燃燒會消掉空氣中的氧氣，從而導致容器內壓強會變小；
（3）①根據待紅磷熄滅并冷卻后，集氣瓶中的氧氣被消耗打開彈簧夾，發現水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的

1

5

．可以說明空氣中氧氣約占空氣總體積的

1

5

；
②該實驗能夠證明氧氣能夠支持燃燒，反應后的剩余氣體主要是氮氣，由于紅磷不能繼續燃燒所以可以體現氮氣不燃燒也不支持燃燒的性質；
（4）①實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的

1

5

，導致這一結果的原因可能是裝置漏氣或紅磷量不足等原因；
②改進后的裝置直接通過聚太陽光而引燃磷，避免了再次打開瓶塞而保持裝置始終密封，減少了操作中人為因素所造成的偏差，可得到更準確的實驗結果．
（5）該實驗中不能用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量；其原因是鎂除去能和氧氣反應外還能和氮氣反應，這樣會導致水面上升超過

1

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，不能確定氧氣的含量；
故答案為：（1）①4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；②氧氣；變小；
（3）①

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5

；
②助燃；氮氣不燃燒也不支持燃燒的性質；
（4）①裝置漏氣等；
②裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結果準確．
（5）不能；鎂除去能和氧氣反應外還能和氮氣反應，這樣會導致水面上升超過

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5

，不能確定氧氣的含量；

點評：本考點是測定氧氣在空氣中的體積分數，實驗中要注意裝置的嚴密性、所用藥品的量、生成物的狀態、氧氣不足

1

5

的誤差分析、對實驗現象的分析等，培養了學生的分析推理能力和嚴謹的實驗態度．