Question

18．某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)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?jī)?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(qǐng)回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過(guò)量，目的是確保集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡．
（2）步驟③中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．文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷
（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；木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，集氣瓶?jī)?nèi)的氣體沒有減少．
（5）本實(shí)驗(yàn)中存在的一點(diǎn)不足是加熱時(shí)可能會(huì)使部分氣體溢出，可能導(dǎo)致的后果是測(cè)定結(jié)果偏大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷的作用及該實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強(qiáng)知識(shí)分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶?jī)?nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會(huì)壓著水進(jìn)入集氣瓶；
（3）根據(jù)氮?dú)怆y溶于水，也不能與水發(fā)生反應(yīng)；
（4）根據(jù)木炭燃燒生成二氧化碳分析；
（5）根據(jù)裝置的特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)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(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測(cè)定氧氣的目的，紅磷過(guò)量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗．故填：確保集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡；
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了五氧化二磷固體，所以會(huì)導(dǎo)致集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，水被壓入集氣瓶，進(jìn)入的水量正好占據(jù)集氣瓶?jī)?nèi)氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；故填：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；
（3）剩余的氣體主要是氮?dú)�，水進(jìn)入瓶?jī)?nèi)占五分之一，不再繼續(xù)進(jìn)入說(shuō)明氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)；磷和氧氣點(diǎn)燃產(chǎn)生五氧化二磷；故填：難；不活潑；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（4）因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w，集氣瓶?jī)?nèi)的氣體沒有減少，不能測(cè)定空氣中氧氣的含量，所以實(shí)驗(yàn)中不能用木炭代替紅磷．故填：不能；木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，集氣瓶?jī)?nèi)的氣體沒有減少．
（5）加熱時(shí)燃燒匙伸進(jìn)集氣瓶可能會(huì)使部分氣體溢出，導(dǎo)致結(jié)果偏大；故填：加熱時(shí)可能會(huì)使部分氣體溢出；測(cè)定結(jié)果偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查用紅磷測(cè)定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問題全面掌握是解題的關(guān)鍵．