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集氣瓶中的現(xiàn)象是
 
,其反應的化學反應方程式
 
,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(shù)約為
 

(3)該實驗可推論出氮氣
 
(填“易”或“難”)溶于水和其化學性質
 
(填“活潑”或“不活潑”)的結論.
(4)若將紅磷換成炭粉,該實驗能否獲得成功?為什么?
 
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
專題:空氣與水
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、反應結合壓強知識分析.紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體,消耗了瓶內的氣體,壓強減小,外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶;
(3)根據(jù)集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣分析氮氣的性質;
(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)該實驗中紅磷需稍過量,目的是:確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡;
(2)點燃的紅磷,在集氣瓶燃燒,生成大量的白煙、發(fā)黃光.紅磷燃燒生成五氧化二磷,發(fā)生反應的符號表達式為:4P+5O2
 點燃 
.
 
2P2O5;該反應符合“多變一”的特點,為化合反應;由于紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體,消耗了瓶內的氣體,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;由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為
1
5

(3)由于集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣,由此可知氮氣的性質是不溶于水和其化學性質不活潑的結論;
(4)若將紅磷換成炭粉,該實驗不能獲得成功,因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體,瓶內壓強基本不變,水不倒流.
故答為:
(1)使空氣中的氧氣全部消耗完.
(2)生成大量的白煙、發(fā)黃光,4P+5O2
 點燃 
.
 
2P2O5,化合. 燒杯中的水倒流至集氣瓶,液面上升在一等分刻度處
1
5

(3)難,不活潑.
(4)因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體,瓶內壓強基本不變,水不倒流.
點評:注意: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不能跟其它物質發(fā)生反應,同時還不能產(chǎn)生氣體.
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(1)2S042-
 
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做發(fā)生裝置,試管口需要放一團棉花的原因是
 
,應選擇的收集裝置是
 
寫出該反應的文字表達式
 

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(3)用氯酸鉀制取氧氣時若沒有二氧化錳,加入少量的高錳酸鉀也能達到同樣的目的,其原因是
 

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;
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