Question

10．某同學設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如右圖．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(nèi)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(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）紅磷燃燒的化學反應(yīng)的文字表達式是磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）該實驗中紅磷需稍過量，目的是確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡．
（3）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)約為五分之一．
（4）燃燒結(jié)束后，集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣．由本實驗可推知氮氣具有的物理性質(zhì)是難溶于水，化學性質(zhì)是不助燃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷進行分析；
（2）根據(jù)該實驗注意事項進行分析；
（3）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；
（4）根據(jù)集氣瓶中紅磷燃燒的現(xiàn)象和進入水的體積進行分析．

解答 解：（1）紅磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）該實驗中紅磷需稍過量，目的是：確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（3）點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙；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；由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為五分之一；
（4）紅磷不能持續(xù)燃燒，說明剩余的氮氣不具有助燃性，水只能進入五分之一，說明氮氣難溶于水．
故答案為：（1）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（3）燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；五分之一；
（4）難溶于水，不助燃．

點評 熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論和注意事項是解答這類題目的基礎(chǔ)．