Question

9．已知空氣的主要成分是氮?dú)夂脱鯕�，某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷稍過量，目的是將空氣中氧氣完全反應(yīng)．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶?jī)?nèi)水量約是集氣瓶體積的$\frac{1}{5}$，由本實(shí)驗(yàn)還可以推知氮?dú)獾哪囊恍再|(zhì)？試寫出其中一種不溶于水，或不燃燒、不助燃，比較穩(wěn)定．
（3）若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功？否，理由是生成物是氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)不變小
（4）實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)氣體減少的體積小于$\frac{1}{5}$，請(qǐng)你幫助這位同學(xué)找出可能造成這樣結(jié)果的原因是：
①紅磷的量不足 ②裝置氣密性不好
③沒有冷卻到室溫就打開止水夾
（5）若實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)氣體減少的體積大于$\frac{1}{5}$，可能造成這樣結(jié)果的原因是：
①向瓶口塞入膠塞過慢 ②彈簧夾沒有夾緊．

Answer 1

分析 測(cè)定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是在密閉容器內(nèi)消耗氧氣，測(cè)量容器內(nèi)氣體體積的減少量確定氧氣的含量．因此在選擇消耗氧氣的藥品時(shí)，應(yīng)考慮能與空氣中的氧氣反應(yīng)而不與空氣中的其他成分反應(yīng)，生成物不能為氣體，還應(yīng)注意裝置不漏氣，藥品的量要足，讀數(shù)時(shí)溫度要回到原來的溫度等等．根據(jù)氧氣體積分?jǐn)?shù)大于1/5是由于裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小所致．

解答 解：（1）磷與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷．該實(shí)驗(yàn)中紅磷稍過量，目的是將空氣中氧氣完全反應(yīng)．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶?jī)?nèi)水量約是集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，由本實(shí)驗(yàn)還可以推知氮?dú)庑再|(zhì)有：不溶于水，或不燃燒、不助燃，比較穩(wěn)定．
（3）若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)不能獲得成功，理由是生成物是氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)不變��；
（4）空氣中氧氣含量的測(cè)定，對(duì)實(shí)驗(yàn)的成敗注意事項(xiàng)為：要保證藥品過量，要保證裝置的氣密性良好，同時(shí)一定要等到溫度恢復(fù)到室溫再打開止水夾讓外界液體進(jìn)入裝置內(nèi)．所以在分析造成裝置造成結(jié)果小于$\frac{1}{5}$時(shí)，要考慮藥品的量可能不足造成沒有將氧氣完全消耗，同時(shí)要考慮同時(shí)一定要等到溫度恢復(fù)到室溫再打開止水夾，還要考慮裝置在藥品的足夠的情況下因?yàn)闅饷苄圆缓�，�?dǎo)致液體不能等體積進(jìn)入而引起結(jié)果偏低．
（5）測(cè)得的氧氣體積分?jǐn)?shù)大于$\frac{1}{5}$說明從裝置內(nèi)出來的氣體多了，即有可能向瓶口塞入膠塞過慢由于磷燃燒放熱使瓶?jī)?nèi)氣體被趕出一部分．
故答案為：
（1）將空氣中氧氣完全反應(yīng)；
（2）$\frac{1}{5}$；不溶于水，或不燃燒、不助燃，比較穩(wěn)定
（3）否；生成物是氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)不變��；
（4）①紅磷的量不足；②裝置氣密性不好；③沒有冷卻到室溫就打開止水夾；
（5）①向瓶口塞入膠塞過慢；②彈簧夾沒有夾緊．

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)，難度稍大．