Question

6．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(biāo)記；
②在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入紅磷，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）為使測定結(jié)果準(zhǔn)確，實驗需先檢查裝置的氣密性，該實驗中紅磷需稍過量，目的是充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣，有關(guān)反應(yīng)的文字表達式是磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是水沿導(dǎo)氣管進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?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(xué)性質(zhì)不活潑（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
（4）拓展：若將紅磷換成炭粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？為什么？
不能成功，原因是碳燃燒生成氣體，瓶內(nèi)壓強不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)測定空氣中氧氣含量實驗的原理、注意意事項分析．
（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)實驗現(xiàn)象分析氮氣的性質(zhì)．
（4）根據(jù)測定空氣中氧氣含量實驗的原理、碳燃燒的產(chǎn)物分析．

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．所以為使測定結(jié)果準(zhǔn)確，實驗需先檢查裝置的氣密性，該實驗中紅磷需稍過量，目的是：充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣，有關(guān)反應(yīng)的文字表達式是：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（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，所以，觀察到的現(xiàn)象是：水沿導(dǎo)氣管進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為$\frac{1}{5}$．
（3）由該實驗中剩余的氣體主要是氮氣，由紅磷的熄滅，水進入瓶內(nèi)占五分之一，不再繼續(xù)進入，說明氮氣難溶于水，性質(zhì)不活潑；
（4）由實驗的原理可知，若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，原因是：碳燃燒生成氣體，瓶內(nèi)壓強不變．
故答案為：（1）裝置的氣密性，充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣，磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）水沿導(dǎo)氣管進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，$\frac{1}{5}$．
（3）難，不活潑；
（4）不能，碳燃燒生成氣體，瓶內(nèi)壓強不變

點評 選擇消耗氧氣的物質(zhì)時，應(yīng)該是該物質(zhì)只能夠和空氣中的氧氣反應(yīng)，生成物是固體，并且要足量．