Question

某同學(xué)設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學(xué)的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標(biāo)記．②在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導(dǎo)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(nèi)，塞緊橡皮塞．③充分反應(yīng)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集氣瓶中的現(xiàn)象是

 

，其反應(yīng)的文字表達式為

 

；此實驗可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為

 

．
（3）該實驗可推論出氮氣

 

（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)

 

（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗

 

（填“能”或“不能”）獲得成功，請說明原因：

 

．

Answer 1

考點：空氣組成的測定,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：空氣與水

分析：（1）根據(jù)紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差解答；
（2根據(jù)紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙，由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強減小，打開止水夾后觀察到：水沿導(dǎo)管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的

1

5

處解答；
（3）根據(jù)在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣，說明氮氣不溶于水，氮氣不能燃燒，也不能支持燃燒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定解答；
（4）根據(jù)測定空氣中氧氣的體積分數(shù)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(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強，達不到實驗?zāi)康慕獯穑?/div>

解答：解：
（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是：紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙；反應(yīng)物是磷和氧氣，生成物是五氧化二磷，反應(yīng)條件是加熱，所以文字表達式是：磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強減小，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是：水沿導(dǎo)管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的

1

5

處，可以得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為

1

5

；
（3）在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣，說明氮氣不溶于水，氮氣不能燃燒，也不能支持燃燒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不活潑；
（4）測定空氣中氧氣的體積分數(shù)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(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強，達不到實驗?zāi)康模?br />故答案為：
（1）充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣；
（2）產(chǎn)生大量白煙；磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；

1

5

；
（3）難；不活潑；
（4）不能   木炭燃燒后生成了二氧化碳氣體

點評：本題考查學(xué)生對實驗原理與實驗操作的理解與評價等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．