Question

【題目】二百多年前，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成
分．仿照這個(gè)歷史上著名實(shí)驗(yàn)的原理，我們可以用圖1所示裝置來測(cè)定空氣中氧氣的含量，

（1）請(qǐng)寫出紅磷燃燒的符號(hào)表達(dá)式 ， 該反應(yīng)屬于反應(yīng)（填一種基本反應(yīng)類型）．
（2）【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么測(cè)出的氧氣含量遠(yuǎn)低于21%？
【分析討論】（i）實(shí)驗(yàn)裝置漏氣；（ii） ， 導(dǎo)致裝置內(nèi)氧氣有剩余；……
（3）【實(shí)驗(yàn)與交流】在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)們查閱了白磷、紅磷等物質(zhì)燃燒需要的最低含氧量如下：
資料1：

可燃物名稱	紅磷	白磷	蠟燭
最低含氧量/%	8.0	4.0	16.0

甲、乙、丙三個(gè)小組分別用上述過量紅磷、白磷、蠟燭三種物質(zhì)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測(cè)氧氣濃度的傳感器測(cè)得反應(yīng)后的氧氣濃度分別為8.85%、3.21%、16.7%，數(shù)據(jù)與表中的理論值基本一致．其中蠟燭燃燒后用測(cè)一氧化碳濃度傳感器測(cè)算一氧化碳濃度約為2%．
資料2：蠟燭或者木炭在密閉的集氣瓶中燃燒，氧氣濃度會(huì)不斷變小，會(huì)有一氧化碳?xì)怏w生成．常溫下一氧化碳難溶于水，且不與澄清石灰水反應(yīng)．根據(jù)以上信息回答下列問題：
①白磷和紅磷相比，使用白磷能使結(jié)果更準(zhǔn)確，其原因是 ．
②請(qǐng)寫出木炭燃燒的符號(hào)表達(dá)式；有同學(xué)提議選用木炭替代紅磷做實(shí)驗(yàn)，在集氣瓶底部預(yù)先放少量澄清石灰水吸收生成的二氧化碳?xì)怏w，小華覺得不可行，其主要原因是 ．
（4）【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】小鄒同學(xué)改進(jìn)了教材中的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①如圖2所示，連接儀器，檢查裝置的氣密性，發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性良好．
②在集氣瓶里裝進(jìn)適量a體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（白磷燃燒所需要的最低溫度是40℃），并在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，按圖示裝置把集氣瓶中的空氣密封起來，把長(zhǎng)導(dǎo)管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．（注：集氣瓶?jī)?nèi)的長(zhǎng)導(dǎo)管已伸到了瓶底）．
③用力把預(yù)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，產(chǎn)生大量白煙，同時(shí)放出大量的熱．
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤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(gè)集氣瓶的體積是c．
⑥根據(jù)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．根據(jù)以上信息，回答下列問題；
（I）在白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是
（II）若實(shí)驗(yàn)非常成功，當(dāng)c為500mL，a=100mL，則b=mL．
（III）組內(nèi)成員小張對(duì)“實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里要裝進(jìn)適量a體積的水”非常不理解．咨詢了組長(zhǎng)小明之后，他終于明白“a體積的水”的作用，其一是為了加快步驟⑤中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是 ．
（IV）在上述實(shí)驗(yàn)中，下列操作的實(shí)施和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值大于理論值的是（填字母）．
A．用蠟燭代替白磷
B．用紅磷代替白磷（紅磷燃燒所需要的最低溫度在240℃左右）
C．集氣瓶沒有冷卻到室溫
D．實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒有裝a體積的水
（V）已知化學(xué)反應(yīng)前后元素種類和質(zhì)量都不發(fā)生改變，若該實(shí)驗(yàn)中消耗的氧氣質(zhì)量為0.12克，則理論上生成的五氧化二磷的質(zhì)量為g（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）．

Answer 1

【答案】
（1）4P+5O2 2P2O5；化合
（2）紅磷的量不足
（3）白磷消耗氧氣更徹底；C+O2 CO2；木炭在氧氣濃度較低時(shí)，會(huì)生成CO氣體，且CO氣體難溶于水，不與澄清石灰水反應(yīng)
（4）(I)先下降后上升；（II）180；（III）防止白磷燃燒時(shí)集氣瓶中氣體受熱膨脹逸出，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；（IV）D；（V）0.21
【解析】解：磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O2 2P2O5；該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)；
【分析討論】實(shí)驗(yàn)中所取的紅磷不足（或?qū)嶒?yàn)前沒有夾彈簧夾、實(shí)驗(yàn)裝置可能未冷卻就打開彈簧夾等）；
【實(shí)驗(yàn)與交流】①白磷和紅磷相比，使用白磷能使結(jié)果更準(zhǔn)確，其原因是白磷消耗氧氣更徹底；②木炭燃燒生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+O2 CO2；有同學(xué)提議選用木炭替代紅磷做實(shí)驗(yàn)，在集氣瓶底部預(yù)先放少量澄清石灰水吸收生成的二氧化碳?xì)怏w，小華覺得不可行，其主要原因是木炭在氧氣濃度較低時(shí)，會(huì)生成CO氣體，且CO氣體難溶于水，不與澄清石灰水反應(yīng)；
【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】（I）磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成五氧化二磷．從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是先下降，后上升，因?yàn)殚_始時(shí)，燃燒放熱使氣體體積膨脹，冷卻后收縮，因此先下降，后上升；（II）根據(jù)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，已知C=500ml，a=100ml，a上面的空氣五等分，則b=180mL；（III）實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里要裝進(jìn)適量a體積的水的作用是：形成液封，防止實(shí)驗(yàn)過程中集氣瓶?jī)?nèi)的氣體從長(zhǎng)導(dǎo)管中向外逸散而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；（IV）在上述實(shí)驗(yàn)中，下列操作的實(shí)施和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值大于理論值的是：實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒有裝a體積的水，使一部分氣體在導(dǎo)管逸出；（V）設(shè)生成五氧化二磷的質(zhì)量為x

4P +	5O2	2P2O5
	160	284
	0.12g	x

x=0.21g
答案：4P+5O2 2P2O5 ， 化合，
【分析討論】（2）紅磷的量不足；
【實(shí)驗(yàn)與交流】①白磷消耗氧氣更徹底；② C+O2 CO2；木炭在氧氣濃度較低時(shí)，會(huì)生成CO氣體，且CO氣體難溶于水，不與澄清石灰水反應(yīng)
【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】（I）先下降后上升；（II）180mL；（III）防止白磷燃燒時(shí)集氣瓶中氣體受熱膨脹逸出，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果（IV）D；（V）0.21 g
【考點(diǎn)精析】利用書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知注意：a、配平 b、條件 c、箭號(hào)．