Question

14．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，目的是使集氣瓶中的氧氣完全消耗．
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是燒杯內(nèi)的水沿導(dǎo)管流入集氣瓶中，液面大約在標記1處，由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$．
（3）磷在空氣中燃燒生成的氧化物通�？勺鲝姼稍飫�．己知在標準狀況下，32g氧氣的體積是22.4L，在該條件下，制備71g這種干燥劑所消耗的空氣的體積約為140L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒消耗氧氣，生成五氧化二磷固體進行解答；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，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)需要根據(jù)磷燃燒的化學(xué)方程式，計算出制備71g五氧化二磷需要多少氧氣，然后根據(jù)氧氣在空氣中所占體積分數(shù)計算出空氣的體積．

解答 解：（1）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(nèi)外產(chǎn)生壓強差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；故填：能盡量消耗集氣瓶內(nèi)空氣中的氧氣；
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了五氧化二磷固體，所以會導(dǎo)致集氣瓶內(nèi)壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據(jù)集氣瓶內(nèi)氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；據(jù)實驗現(xiàn)象可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為五分之一；故填：燒杯中的水進入集氣瓶中，集氣瓶中的水面上升，約占總體積的五分之一；$\frac{1}{5}$；
（3）設(shè)制備71g五氧化二磷需要氧氣質(zhì)量為X
4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅
160                 284
x                     71g
$\frac{160}{x}=\frac{284}{71g}$
解得：x=40g
40g氧氣的體積為：$\frac{22.4L}{32g}×40g$=28L
消耗空氣的體積為：28L÷$\frac{1}{5}$=140L
故答案為：（1）使集氣瓶中的氧氣完全消耗；
（2）燒杯內(nèi)的水沿導(dǎo)管流入集氣瓶中，液面大約在標記1處；$\frac{1}{5}$；
（3）140L．

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)．