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(shù)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(tài)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(xiàn)象為

硫燃燒產(chǎn)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�。�經(jīng)過一番分析研究，小組成員們發(fā)現(xiàn)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(shù)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(jù)反應寫出反應的方程式；
（2）根據(jù)硫在空氣中燃燒的現(xiàn)象分析回答；
（3）根據(jù)裝置的特點分析，當打來止水夾時，A、B集氣瓶是相通的，據(jù)此分析改動的措施．
（4）根據(jù)測定空氣中氧氣體積分數(shù)的原理分析現(xiàn)象和選擇的物質．
（5）根據(jù)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(xiàn)象為：硫燃燒產(chǎn)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�。瓸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�。�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(shù)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(chǎn)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(xiàn)象、結論、注意事項等問題，難度稍大．