Question

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）反應的文字表達式

 

．
（2）該實驗中紅磷需稍過量，目的是

 

．
（3）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是

 

，由此可得出有關空氣組成的結論是

 

．
（4）由此你還可以得到氮氣的一些性質：物理性質

 

；化學性質

 

．
（5）一般情況下，成年人每分鐘大約需要吸入40L空氣．（已知氧氣的密度為1.429g/L，空氣的密度為1.293g/L）
①成年人每分鐘大約需要氧氣

 

升；所需氧氣的質量為多少克？
②空氣中氧氣的質量分數是多少？

Answer 1

考點：空氣組成的測定,空氣的成分及各成分的體積分數

專題：空氣與水

分析：（1）根據紅磷燃燒的反應寫出反應的文字表達式；
（2）根據實驗的目的分析實驗中紅磷需稍過量的目的；
（3）根據實驗的現象分析空氣中氧氣的體積分數；
（4）根據實驗的現象分析氮氣的性質；
（5）根據空氣中氧氣的體積分數和氣體的密度計算回答．

解答：解：（1）紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的方文字表達式是：磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（2）要測定空氣中氧氣的含量，應將集氣瓶內空氣中氧氣全部反應掉．所以，該實驗中紅磷需稍過量，目的是：全部消耗掉集氣瓶內空氣中的氧氣．
（3）由于紅磷燃燒生成了五氧化二磷固體，瓶內的壓強減小．所以，步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是：有水進入集氣瓶且約占集氣瓶剩余體積的

1

5

，由此可得出有關空氣組成的結論是：氧氣約占空氣體積的

1

5

．
（4）紅磷在空氣里燃燒消耗了氧氣，剩余的氣體主要氮氣．由紅磷的熄滅，說明了氮氣不燃燒、不支持燃燒，化學性質不活潑；由冷卻，打開彈簧夾，燒杯中的水倒流進集氣瓶中，液面上升到一定高度不再上升．說明了氮氣的溶解性是難溶于水．
（5）①成年人每分鐘大約需要氧氣的體積是：40L×

1

5

=8L，氧氣的質量為：8L×1.429g/L=11.43g，
②空氣中氧氣的質量分數為：

11.43g

40L×1.293g/L

×100%=22.1%．
故答為：（1）磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（2）全部消耗掉集氣瓶內空氣中的氧氣；
（3）有水進入集氣瓶且約占集氣瓶剩余體積的

1

5

，氧氣約占空氣體積的

1

5

；
（4）不活潑；難溶于水．；
（5）①11.43g；②22.1%．

點評：本題主要考查測定空氣里氧氣含量的探究實驗，該實驗的結論和實驗中注意事項是考查重點，要知道造成實驗結果不準確的原因：紅磷量不足，或裝置漏氣，或沒有冷卻至室溫就測量就會造成測量值偏�。�