Question

17．某同學(xué)設(shè)計(jì)了測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過量，目的是確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是紅磷燃燒，生成大量的白煙，其反應(yīng)化學(xué)表達(dá)式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅，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?jǐn)?shù)約為五分之一．
（3）該實(shí)驗(yàn)可推論出氮?dú)怆y（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(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功？為什么？不能，因?yàn)樘挤廴紵�消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒現(xiàn)象、反應(yīng)結(jié)合壓強(qiáng)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(qiáng)減小，外界大氣壓會壓著水進(jìn)入集氣瓶；
（3）根據(jù)集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮?dú)夥治龅獨(dú)獾男再|(zhì)；
（4）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)的原理分析．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過量，目的是：確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（2）點(diǎn)燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙．紅磷燃燒生成了五氧化二磷，；反應(yīng)的化學(xué)方程式是4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅．由于紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，所以，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一．
（3）由于集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮?dú)�，由此可知氮�(dú)獾男再|(zhì)是不溶于水；化學(xué)性質(zhì)不活潑的結(jié)論．
（4）不能，因?yàn)樘挤廴紵�消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．
故答案為：
（1）確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（2）紅磷燃燒，生成大量的白煙；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅．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；
（3）難；不活潑；
（4）不能，因?yàn)樘挤廴紵�消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．

點(diǎn)評 熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和注意事項(xiàng)是解答這類題目的基礎(chǔ)．