某同学设计了测定空气中氧气含量的实验,实验装置如图A.实验步骤如下:

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  • 解题思路:(1)根据化学反应文字表达式的书写分析.根据该实验注意事项分析;

    (2)根据红磷的燃烧结合压强知识分析,红磷与氧气反应生成固体,消耗了瓶内的气体,压强减小,外界大气压会压着水进入集气瓶;

    (3)根据实验现象分析氮气的性质;

    (4)根据木炭燃烧生成二氧化碳解答;

    (5)改进后的实验避免了(1)中出现的问题,操作简单,也不会出现红磷在瓶外燃烧的过程.若出现液面偏低,应是红磷不足或是反应后温度过高,气体受热膨胀.

    (1)实验的目的是测定空气中氧气含量,原理是消耗氧气使装置内外产生压强差,水被吸入占据氧气的空间,从而达到测定氧气的目的,红磷过量,可使集气瓶中的氧气完全消耗.红磷燃烧生成五氧化二磷,五氧化二磷有毒,集气瓶底要预先放一些水,目的是吸收五氧化二磷,防止污染空气;

    (2)红磷燃烧会生成五氧化二磷固体颗粒,所以观察现象会看到白烟,反应的符号表达式是:4P+5O2

    点燃

    .

    2P2O5;符合多变一,属于化合反应;

    红磷与氧气反应,生成了五氧化二磷固体,所以会导致集气瓶内压强减小,水被压入集气瓶,进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间,约为集气瓶体积的五分之一;据实验现象可得出空气中氧气的体积分数约为五分之一;未等集气瓶冷却至室温就打开止水夹,则测得氧气体积分数偏小;

    (3)剩余的气体主要是氮气,水进入瓶内占五分之一,不再继续进入说明氮气不能与红磷反应,也不能溶于水或与水反应;

    (4)因为木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内的气体没有减少,不能测定空气中氧气的含量,所以实验中不能用木炭代替红磷;

    (5)改进的实验可通过铜丝传导热量,使玻璃管中的铜丝和红磷反应,操作比(1)简单;氧气占空气体积的五分之一,所以从理论上液面会上升到刻度1处;若液面偏低,可能是红磷太少或是由于反应放热,导致温度过高,气体膨胀.故答案为:操作简单或实验误差小或不污染空气等;1;红磷不足或未冷却到室温就观察.

    故答案为:

    (1)确保集气瓶内的氧气消耗尽;吸收五氧化二磷,防止污染空气;

    (2)产生大量白烟;4P+5O2

    点燃

    .

    2P2O5;化合;水被压入集气瓶,约为集气瓶体积的五分之一;21%;小;

    (3)难;不活泼;

    (4)木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内的气体没有减少;

    (5)操作简单;1;红磷不足.

    点评:

    本题考点: 空气组成的测定;反应类型的判定;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.

    考点点评: 本题考查点很简单,就是对教材红磷和氧气的反应来设置的,但本题更多的注重了实验的细节之处,能培养学生严谨的科学思维,养成良好的学习行为习惯.