Question

某同學在學習了拉瓦錫測空氣中氧氣含量的測定方法后，自己設計如圖所示的裝置，用來測空氣中氧氣的含量．該同學的實驗步驟如下：
（1）將圖中的集氣瓶分為5等份，并做好標記；
（2）將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞；
（3）充分反應后，冷卻到室溫，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

耗盡瓶內(nèi)空氣中的氧氣

．
②步驟（3）中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是

水進入瓶內(nèi)，液面至刻度“1”處

．由此可出的結(jié)論為

空氣中

1

5

體積的氧氣

．
③該實驗可推論出氮氣

難

（填“難”或“易”）溶于水和其化學性質(zhì)

不活潑

（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
④實驗中最終氣體減少的體積常常小于拉瓦錫測定的

1

5

，從裝置和操作的失誤分析，其原因可能是

紅磷量不足（或未完全冷卻至室溫等其它合理答案）

．
⑤

不能

（填“能”或“不能”）用硫粉代替紅磷使用，原因是

硫燃燒生成的氣體二氧化硫影響氧氣體積的測定

．

Answer 1

分析：利用紅磷能與氧氣反應而不與空氣中其它氣體成分發(fā)生反應，經(jīng)過過量紅磷的完全燃燒使瓶內(nèi)空氣中氧氣完全消耗而使氣體體積減小，打開橡皮塞后進行瓶內(nèi)水的體積即燃燒所消耗氧氣的體積，從而測定出空氣中氧氣所占體積比．該實驗也說明了氮氣不易溶于水、不與紅磷反應等，實驗中若冷卻不充分或紅磷量不足等等都可能導致所測得氣體體積小于

1

5

．

解答：解：①實驗中紅磷需稍過量，可確保空氣中氧氣完全反應，以精準測定氧氣的體積；
②充分反應后，冷卻到室溫，打開止水夾，瓶內(nèi)氣體的減少而使壓強減小，燒杯中水進行瓶中補充氧氣所占的體積，即進行水的體積為原來氧氣的體積；
③瓶內(nèi)剩余氣體主要為氮氣，進行的水體積只占瓶容積的

1

5

，可判斷剩余的氮氣不易溶于水，紅磷也不能與氮氣發(fā)生反應，可判斷氮氣化學性質(zhì)不活潑；
④如果紅磷量不足而不能完全消耗氧氣，燃燒后未完全冷卻而剩余氣體仍膨脹等，會出現(xiàn)最終氣體減少的體積小于

1

5

；
⑤紅磷燃燒生成固體五氧化二磷不影響氣體體積的測定，而硫燃燒生成的氣體二氧化硫則會對氣體體積測定產(chǎn)生極大影響，因此不宜選用硫粉代替紅磷．
故答案為：
①耗盡瓶內(nèi)空氣中的氧氣；
②水進入瓶內(nèi)，液面至刻度“1”處；空氣中

1

5

體積的氧氣；
③難；不活潑；
④紅磷量不足（或未完全冷卻至室溫等其它合理答案）；
⑤不能；硫燃燒生成的氣體二氧化硫影響氧氣體積的測定．

點評：本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項，難度稍大．