Question

（12分）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                         。
②密閉的裝置內，由于         被消耗，生成固體物質，該裝置內氣體壓強       。
（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            。
②該實驗證明了氧氣具有                   的性質；同時也證明了氮氣有哪些性質？              （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                               。（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：                                 。

（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：                填“能”或“不能”），理由                       。

Answer 1

(1) ①化學方程式為　   4P +5 O₂2P₂O₅　   
②  氧氣 被消耗，該裝置內氣體壓強 減小
(3) ①占空氣總體積的   1/5  ，
②氧氣具有的性質 支持燃燒  
氮氣性質 不燃燒，也不支持燃燒，（或難溶于水 ）
(4) ①原因可能是 紅磷量不足；或裝置漏氣；或未等冷卻至室溫打開止水夾（講一點）
②優點：裝置始終密封，空氣沒有逸出，實驗結果準確
(5)  不能（填“能”或“不能”），理由是 鎂燃燒不僅能跟氧氣反應，還能跟氮氣反應，水面上升超過1/5 ，無法證明空中氧氣的含量。

試題解析：（1）1該反應中磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷，故化學方程式為
4P +5 O₂2P₂O₅；
2在密閉的裝置內，由于磷與氧氣反應，氧氣被消耗，生成固體物質，該裝置內氣體壓強減小；
（3）1由實驗原理可知，水進入瓶內的體積應為被消耗的氧氣體積，故可知氧氣約占空氣體積的1/5；
2該實驗證明空氣中含有氧氣，氧氣具有支持燃燒的性質；剩余氣體是氮氣，說明氮氣難溶于水、不燃燒、不支持燃燒、化學性質比較穩定．
（4）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：①裝置漏氣；②紅磷量不足；3未等冷卻至室溫打開止水夾等．
（5）由“鎂+氧氣→氧化鎂，氮氣+鎂→氮化鎂（固體）”可知：鎂燃燒時不但消耗空氣里氧氣，也能消耗空氣里的氮氣，因此不能用鎂代替紅磷．
點評：通過本題可以加深對“測定空氣量氧氣含量”這一實驗的認識、理解和應用，同時還提高了對預防空氣污染的認識．