Question

某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學的實驗步驟如下：①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．

②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞．

③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．

請回答下列問題：（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是 ．

（2）步驟②集氣瓶中紅磷燃燒的現(xiàn)象是 ，其反應的文字表達式為 ，該反應屬于 反應．步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象 由此可得出空氣中氧氣的體積分數為 ．小蘭同學用右圖裝置進行驗證，實驗后發(fā)現(xiàn)測得的氧氣體積分數小于，請你幫她分析造成這種結果的可能原因（至少答兩點）：① ② ．

（3）該實驗可推論出氮氣 溶于水和其化學性質 ．

（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？ 為什么？ ．

 

Answer 1

（1）充分反應掉集氣瓶中的氧氣．

（2）紅磷燃燒放出大量白煙，發(fā)黃光，同時釋放出大量的熱，紅磷+氧氣五氧化二磷，化合．水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的處，．①紅磷量不足②氣密性不好．

（3）難，不能燃燒．

（4）不能成功，木炭和氧氣反應又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內的壓強．

【解析】

試題分析：實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內外產生壓強差，水被吸入占據氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的．

（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，故答案為：充分反應掉集氣瓶中的氧氣；

（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是：紅磷燃燒放出大量白煙，發(fā)黃光，同時釋放出大量的熱；

紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的文字表達式是：紅磷+氧氣五氧化二磷；

由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內的壓強減小，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是：水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的處，裝置漏氣最終會使瓶內氣體減少的少，水倒流入瓶內的就少；紅磷量不足，沒有將氧氣完全消耗；沒有冷卻到室溫就打開止水夾，瓶內氣壓比室溫下偏大，水倒流入瓶內的就少；氣密性不好等．

（3）在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣，說明氮氣不能燃燒，也不能支持燃燒，難溶于水等，故答案為：氮氣不能燃燒（或不支持燃燒或不溶于水等）、不活潑等；

（4）測定空氣中氧氣的體積分數利用的是壓強的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內的壓強，達不到實驗目的，

考點：空氣組成的測定；書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式．．