Question

6．小明利用如圖1所示的裝置測定空氣中氧氣的含量（體積分數(shù)）．請根據(jù)他的操作回答下列問題：
（1）檢查整個裝置的氣密性后，將c處的止水夾夾緊，點燃紅磷后，迅速插入左邊的廣口瓶中；紅磷燃燒時最明顯的現(xiàn)象是產生大量白煙；紅磷燃燒的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）待燃燒停止，將c處的止水夾打開．結果發(fā)現(xiàn)燒杯中的水進入到廣口瓶中，且占廣口瓶體積的約$\frac{1}{8}$，則該同學測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)為12.5%．與理論值21%相比較，產生誤差的原因很可能是②③．（填序號）
①紅磷過量②裝置漏氣   ③沒有冷卻至室溫就打開止水夾
（3）實驗完畢后，剩余氣體主要是氮氣；由此可以推測出剩余氣體具有哪些化學性質？不可燃、不支持燃燒、不與磷反應、化學性質穩(wěn)定等；
（4）若將紅磷換成木炭，該實驗能否獲得成功否（填“能”或“否”）？
（5）小剛進行了大膽改進，用圖2所示裝置進行實驗（試管的容積為45mL、注射器的針筒潤滑性非常好，不考慮摩擦力），收到了良好的效果．點燃紅磷前活塞在20mL刻度處．待紅磷與氧氣充分反應，且裝置完全冷卻后，注射器的活塞將停留在7ml刻度處（結果取整數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）紅磷在空氣中燃燒時能夠產生大量白煙，放出大量的熱，生成白色固體五氧化二磷；
（2）如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失��；
（3）實驗完畢后，剩余氣體主要是氮氣；
（4）木炭燃燒生成二氧化碳氣體；
（5）根據(jù)試管和注射器的體積求出空氣的體積進而求出氧氣的體積進行解答．

解答 解：（1）紅磷燃燒時最明顯的現(xiàn)象是產生大量白煙；文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象可以知道紅磷燃燒消耗掉氧氣，瓶內壓強較小，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面上升約占集氣瓶容積的八分之一，該同學測得的空氣中氧氣的體積分數(shù)為$\frac{1}{8}$×100%=12.5%．與理論值21%相比較，產生誤差的原因很可能原因是：裝置漏氣，或紅磷不足，或裝置未冷卻等．
（3）實驗完畢后，剩余氣體主要是氮氣；得出氮氣的一些性質：無色無味的氣體，難溶于水，即不能燃燒也不能支持燃燒等．
（4）用木炭替代紅磷做上述實驗，發(fā)現(xiàn)集氣瓶內并沒有吸入水，其原因是生成物中含有二氧化碳氣體，導致反應前后壓強變化不明顯．
（5）因為氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，而試管的容積是45mL，當其內氧氣被耗盡時氣體減少的體積為：（45mL+20mL）×$\frac{1}{5}$，所以活塞所處的刻度值為20mL-（45mL+20mL）×$\frac{1}{5}$=7mL
故答案為：（1）產生大量白煙；
磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）12.5； ②③
（3）氮氣      不可燃、不支持燃燒、不與磷反應、化學性質穩(wěn)定等
（4）否
（5）7

點評 測定空氣中氧氣的含量時，消耗氧氣的物質應該具備的條件是：能和空氣中的氧氣反應，不能和空氣中的其它物質反應，并且生成物是固體．