Question

某學習研究小組為探究不同可燃物對測定空氣中氧氣體積分數實驗結果的影響，設計了如右圖所示的實驗裝置．
已知，A、B兩只集氣瓶中都充滿了實驗時室溫狀態下的空氣，塞緊瓶塞后氣密性良好．燃燒匙中分別盛有過量的紅磷和硫，在瓶中點燃并充分燃燒后，冷卻至室溫．
（1）A瓶中紅磷燃燒的化學方程式為

4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅

；
（2）B瓶中硫在燃燒時能觀察到的現象為

硫燃燒產生了淡藍色的火焰

；
（3）小組成員打開燒杯中導管上的止水夾后，觀察到A、B兩瓶中都迅速有水被倒吸，且倒吸入瓶中的水的體積相同，都遠未達到五分之一體積，實驗失敗．經過一番分析研究，小組成員們發現原來問題出在實驗裝置上，只需對該裝置做一個改動就能達成原有的實驗目的，你知道這個改動是什么嗎？

將三通導氣管去掉，分別連接導氣管插入水中

．
（4）完善實驗裝置后，該小組成員再次進行了實驗，此時可觀察到

A

瓶中立即有約五分之一體積的水被倒吸，另一瓶中沒有水被倒吸．由此可知，測定空氣中氧氣體積分數時可燃物應選擇

紅磷

（填“紅磷”或“硫”）．
（5）列式計算：若某一反應中需消耗氧氣0.01mol，則至少需要紅磷是多少摩爾？

Answer 1

分析：（1）紅磷燃燒生成了五氧化二磷，根據反應寫出反應的方程式；
（2）根據硫在空氣中燃燒的現象分析回答；
（3）根據裝置的特點分析，當打來止水夾時，A、B集氣瓶是相通的，據此分析改動的措施．
（4）根據測定空氣中氧氣體積分數的原理分析現象和選擇的物質．
（5）根據紅磷燃燒的反應方程式計算．

解答：解：（1）紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的方程式是：4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；
（2）B瓶中硫在燃燒時能觀察到的現象為：硫燃燒產生了淡藍色的火焰；
（3）由實驗的裝置可知，A瓶內由于紅磷燃燒生成五氧化二磷固體，消耗了氧氣，壓強減小．B瓶內硫燃燒生了二氧化硫氣體，壓強不變．當打來止水夾時，A、B集氣瓶是相通的．所以，A、B兩瓶中都迅速有水被倒吸，且倒吸入瓶中的水的體積相同，都遠未達到五分之一體積，實驗失敗．由此可知，改進的措施是：將三通導氣管去掉，分別連接導氣管插入水中．
（4）由上述分析可知，完善實驗裝置后，該小組成員再次進行了實驗，此時可觀察到A瓶中立即有約五分之一體積的水被倒吸，另一瓶中沒有水被倒吸．由此可知，測定空氣中氧氣體積分數時可燃物應選擇紅磷．
（5）設至少需要紅磷物質的量為x
4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；
4   5
x  0.01mol

4

5

=

x

0.01mol

   解得：x=0.008mol
故答為：（1）4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；（2）硫燃燒產生了淡藍色的火焰；（3）將三通導氣管去掉，分別連接導氣管插入水中；（4）A，紅磷；（5）至少需要紅磷是0.008摩爾．

點評：本題主要考查紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣含量實驗的原理、操作、現象、結論、注意事項等問題，難度稍大．