Question

【題目】氧氣是一種重要的物質，某化學興趣小組同學設計了多組實驗裝置測定空氣中氧氣的含量。
（1）【常規測定】如圖1所示的是小明用紅磷在空氣中燃燒來測定的方法。

①寫出紅磷燃燒的化學式表達式： ， 屬于（填“分解”或“化合”）反應。
②實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積超過集氣瓶中原空氣總體積的1/5，你認為導致這一結果的原因可能是（寫一條）。
③上面的實驗同時證明了氮氣的化學性質有（寫一條）。
（2）【實驗改進】小華同學經過思考，沒有使用止水夾，設計出了如右圖所示的實驗裝置。

實驗過程：
①經檢查，裝置的氣密性良好；
②在集氣瓶里裝進a體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（40℃時
白磷即可燃燒），按右圖所示裝置連接儀器,然后在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，玻璃棒的作用為；（注：集氣瓶內的長導管已接近瓶底）
③把預先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，現象為（注：白磷與紅磷燃燒的產物、現象均相同）
④待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個集氣瓶的體積是c。
從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化現象是（填字母序號）；
A．上升 B．下降 C．先上升后下降 D．先下降后上升
⑤根據a、b、 c三個數據，計算出空氣中氧氣的體積分數。已知c=60mL，a=10mL，b=19mL，得出結論，氧氣的體積分數為。
（3）實驗反思：
①組內成員小張對“實驗前集氣瓶里要裝進a體積的水”非常不理解。咨詢了組長小明之后，他終于明白“a 體積的水 ”的作用，其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二主要是。
②在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現象的出現，會導致實驗最后產生的實際值小于理論值的是（填字母序號）。
A．裝置氣密性不好
B．實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水
C．集氣瓶沒有冷卻到室溫
D．用紅磷代替白磷（紅磷的著火點在240℃左右）
（4）【實驗拓展】小軍同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖2所示 ），

你認為改進后的優點是：（填字母序號）。
A．避免燃燒匙伸入集氣瓶過慢帶來的誤差
B．減少污染，保護環境

Answer 1

【答案】
（1）P+O2P2O5,化合 ,止水夾未夾緊或燃燒匙伸入過慢,不支持燃燒
（2）提供熱量,引燃白磷 ,白磷燃燒產生大量白煙,D,18%
（3）形成液封,防止實驗過程中集氣瓶內的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果,AC
（4）AB
【解析】（1）紅磷燃燒是紅磷與氧氣點燃條件下反應生成五氧化二磷，該反應符合多變一的特點，屬于化合反應；實驗完畢后，若進入水大于五分之一，可能是燃燒匙伸入時過慢或止水夾未夾緊；使用過量紅磷只消耗五分之一體積的氧氣，說明氮氣不支持燃燒。
（2）該實驗中是利用玻璃的熱量引燃白磷，當熱玻璃棒接觸白磷時，達到白磷的著火點，白磷會燃燒，產生大量白煙；白磷燃燒時放出大量熱，使得裝置內氣體膨脹，水會被壓入燒杯中，待反應結束后冷卻，因白磷消消耗了氧氣使氣體體積減小，燒杯中水又被大氣壓壓入到集氣瓶中，所以集氣瓶內水面先下降后上升；集氣瓶中空氣的體積為60mL－10mL＝50mL，氧氣體積即進入水的體積為19mL－10mL＝9mL，則氧氣的體積分數為。
（3）集氣瓶中的水除了降溫，使冷卻速度加快的作用之外，還起了形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果的作用；裝置氣密性不好和集氣瓶沒有冷卻到室溫讀數都會使得結果偏小，而實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水則會使得反應時氣體外逸，結果偏大，用紅磷代替白磷，不影響實驗結果。
（4）改進裝置后，因裝置始終密閉可以減小誤差，且防止五氧化二磷進入空氣減小污染。
【考點精析】掌握書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式是解答本題的根本，需要知道注意：a、配平 b、條件 c、箭號．