Question

10．小華為了探究空氣的成分，設計了如下實驗（如圖）：將導管上的彈簧夾夾緊，在燃燒匙中裝滿紅磷，把燃燒匙放在酒精燈火焰上，點燃紅磷后，迅速插入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞．小華觀察到紅磷在瓶內(nèi)繼續(xù)燃燒，瓶內(nèi)充滿白煙．待集氣瓶冷卻到室溫，瓶內(nèi)白煙消失后，發(fā)現(xiàn)燃燒匙內(nèi)紅磷有剩余．把導管的另一端插入盛水的燒杯 中，打開彈簧夾，水進入集氣瓶．
（1）寫出紅磷燃燒的符號表達式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）水進入集氣瓶的原因是磷燃燒消耗瓶內(nèi)氧氣，瓶內(nèi)壓強小于大氣壓．
（3）簡要說明如何測定進入集氣瓶中的水的體積與集氣瓶容積的比值（實驗室可提供所需要的儀器和材料）用量筒量出進入集氣瓶中水的體積V₁，再將集氣瓶裝滿水，用量筒量出這些水的體積V₂，V₁與V₂的比值就是要測定的值．
（4）燃燒后，廣口瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣．請結(jié)合實驗推測氮氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)無色、無味，不易溶于水；氮氣不支持燃燒．

Answer 1

分析 本題是測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)時，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實驗中用的是紅磷，裝置設計的也比較好，要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②白磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數(shù)．最后得出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．還要注意紅磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙．還要注意描述氮氣的性質(zhì)．

解答 解：（1）紅磷燃燒是指磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，反應的方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）水進入集氣瓶的原因是：磷燃燒消耗瓶內(nèi)氧氣，內(nèi)外產(chǎn)生壓強差，瓶內(nèi)壓強小于大氣壓．故答案為：磷燃燒消耗瓶內(nèi)氧氣，瓶內(nèi)壓強小于大氣壓；
（3）要測定進入集氣瓶中的水的體積與集氣瓶容積的比值：用量筒量出進入集氣瓶中水的體積V₁，再將集氣瓶裝滿水，用量筒量出這些水的體積V₂，V₁與V₂的比值就是要測定的值．故答案為：用量筒量出進入集氣瓶中水的體積V₁，再將集氣瓶裝滿水，用量筒量出這些水的體積V₂，V₁與V₂的比值就是要測定的值
（4）廣口瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣，通過觀察和實驗得知：氮氣是無色無味的氣體，難溶于水，既不能燃燒，也不能支持燃燒等．故答案為：物理性質(zhì)：無色、無味，不易溶于水．化學性質(zhì)：氮氣不支持燃燒．
答案：
（1）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）磷燃燒消耗瓶內(nèi)氧氣，瓶內(nèi)壓強小于大氣壓；
（3）用量筒量出進入集氣瓶中水的體積V₁，再將集氣瓶裝滿水，用量筒量出這些水的體積V₂，V₁與V₂的比值就是要測定的值；
（4）無色、無味，不易溶于水；氮氣不支持燃燒．

點評 本考點考查了用紅磷測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)和文字表達式的書寫，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗要具體問題具體分析，根據(jù)設計的步驟中不同的現(xiàn)象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．本考點主要出現(xiàn)在填空題和實驗題中．