Question

16．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，目的是使空氣中的氧氣全部消耗完．紅磷的顏色暗紅色．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，其反應(yīng)的符號表達式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處，由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$．
（3）該實驗可推論出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？為什么？否成功，原因是木炭燃燒后生成了二氧化碳氣體．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實驗注意事項分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒現(xiàn)象、反應(yīng)結(jié)合壓強知識分析．紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；
（3）根據(jù)集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣分析氮氣的性質(zhì)；
（4）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實驗的原理分析．

解答 解：（1）為了使集氣內(nèi)的氧氣完全消耗完在做實驗時紅磷要過量，紅磷的顏色是暗紅色；
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$；
（3）由于紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，所以，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；
（3）由于集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣，由此可知氮氣的性質(zhì)是不溶于水；化學(xué)性質(zhì)不活潑；
（4）測定空氣中氧氣的體積分數(shù)利用的是壓強的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強，達不到實驗?zāi)康模?br />故答案為：否；木炭燃燒后生成了二氧化碳氣體
答案：
（1）使空氣中的氧氣全部消耗完；暗紅色；
（2）紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；$\frac{1}{5}$；
（3）難；不活潑；
（4）否；木炭燃燒后生成了二氧化碳氣體．

點評 在做測定空氣中氧氣的體積分數(shù)實驗時選擇的藥品只能跟空氣中的氧氣反應(yīng)不能跟其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，同時還不能產(chǎn)生氣體．