Question

13．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，目的是與空氣中的氧氣充分反應．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙，其反應的化學反應方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅，該反應屬于化合反應．步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象水沿導管被吸入集氣瓶中 由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$．
（3）該實驗可推論出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質不活潑（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？不能；木炭燃燒會生成二氧化碳氣體，二氧化碳占據(jù)了消耗掉的氧氣空間，所以實驗不會成功．

Answer 1

分析 本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內外產生氣壓差，從而得到正確的結論．因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質發(fā)生反應．保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．據(jù)此分析．

解答 解：（1）該實驗中，磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，紅磷需稍過量的目的是：與空氣中的氧氣充分反應；故答案為：與空氣中的氧氣充分反應；
（2）磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，反應的方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；該反應是兩種物質生成一種物質的化合反應；紅磷燃燒的現(xiàn)象是：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；紅磷與氧氣反應，生成了白煙五氧化二磷固體，所以會導致集氣瓶內壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據(jù)集氣瓶內氧氣的空間，約為集氣瓶體積的1/5；
故答案為：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；化合；水沿導管被吸入集氣瓶中；$\frac{1}{5}$；
（3）水進入瓶內占五分之一．不再繼續(xù)進入說明氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應；
故答案為：難；不活潑；
（4）木炭燃燒生成二氧化碳氣體，占據(jù)了消耗掉的氧氣的空間，因此不可以采用碳代替紅磷．
故答案：不能；木炭燃燒會生成二氧化碳氣體，二氧化碳占據(jù)了消耗掉的氧氣空間，所以不會成功；

點評 本考點考查了空氣中氧氣的含量的探究，并且注重了實驗方案的評價，對實驗方案進行評價是近幾年中考的一個重點．評價包括對實驗方案的評價、實驗過程的評價、實驗結論的評價等，要認真把握．