Question

4．如圖甲所示裝置可粗略地測定空氣中氧氣和氮氣的體積比．分析下列各步操作，回答問題：（提示：白磷在溫度達到40℃時就可燃燒起來，其燃燒的現(xiàn)象與紅磷一樣．）
（1）在試管底部鋪一層細沙，并放一小塊擦干的白磷，先關閉止水夾，把螺旋狀銅絲在酒精燈上加熱后迅速插入大試管中并接觸白磷，將膠塞塞緊，觀察到的現(xiàn)象是白磷燃燒，發(fā)出黃色火焰，放出熱量，生成濃厚的白煙．
（2）待試管冷卻后，打開止水夾，觀察到的現(xiàn)象是水被吸入集氣瓶約占集氣瓶容積的1/5；證明空氣中氧氣和氮氣的體積比為1：4；此實驗同時說明氧氣具有助燃性的性質，氮氣的性質是①難溶于水②化學性質不活潑．
（3）上述實驗可用來測定空氣中的含氧量，在做實驗時，若水的高度沒有達到預期的高度，這可能是由哪些原因引起的白磷量不足；未等到冷卻到室溫就打開止水夾或裝置漏氣．
（4）同學們又設計了如圖乙所示的方案一和方案二來測定氧氣含量．兩個方案的實驗測定結果不同，測定結果比較準確的是方案方案二，原因是氣密性好．該方案還具有的一個優(yōu)點是生成物不會擴散到空氣造成污染．

Answer 1

分析 （1）掌握磷燃燒的現(xiàn)象，書寫文字表達式；
（2）空氣中氧氣約占其體積的五分之一，磷燃燒生成了五氧化二磷，消耗氧氣，使集氣瓶內壓強減小，水被倒吸入集氣瓶，若裝置漏氣，則倒吸的水量減少甚至不會倒吸．
（3）產生誤差的原因可以從裝置的氣密性、藥品的用量、裝置是否冷卻等方面進行評價；
（4）本實驗中用的是紅磷和白磷，方案二中白磷的著火點比較低，裝置設計的也比較好，操作簡單，并且試管內的空氣也不會逸散出來，比較嚴密．

解答 解：（1）白磷燃燒時發(fā)出黃光，放出熱量，生成的五氧化二磷是白色固體，形成濃濃的白煙；
（2）空氣中氧氣約占其體積的五分之一，磷燃燒消耗氧氣使集氣瓶內壓強減小，水被倒吸入集氣瓶，證明空氣中氧氣和氮氣的體積比為 1：4；此實驗同時說明氧氣具有 助燃性的性質，氮氣的性質是①難溶于水②化學性質不活潑；
（3）若白磷的量不足，導致不能將裝置內的氧氣完全反應掉，因此測得氧氣的體積分數小于五分之一；若裝置漏氣，導致空氣進入集氣瓶內，因此測得的氧氣的體積分數小于五分之一；若未等到裝置冷卻到室溫，就打開止水夾，會使集氣瓶內的氣體處于膨脹狀態(tài)，因此測得的氧氣體積分數會小于五分之一．
（4）方案二中白磷的著火點比較低，裝置設計的也比較好，操作簡單，并且試管內的空氣也不會逸散出來，比較嚴密，故答案為：方案二；氣密性好；
故答案為：（1）白磷燃燒，發(fā)出黃色火焰，放出熱量，生成濃厚的白煙；
（2）水被吸入集氣瓶約占集氣瓶容積的1/5； 1：4；助燃性，①難溶于水②化學性質不活潑．
（3）白磷量不足；未等到冷卻到室溫就打開止水夾或裝置漏氣．
（4）方案二，氣密性好；生成物不會擴散到空氣造成污染．

點評 本題考查了空氣中氧氣含量的測定，探究測定空氣中氧氣含量的誤差分析，解答此類試題時，可以從藥品的用量、裝置的氣密性以及裝置是否冷卻等方面分析解答即可．