Question

3．已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣，某課外活動小組設(shè)計測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖所示：
（1）紅磷在集氣瓶中發(fā)生反應的文字表達式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．該實驗中紅磷稍過量，目的是保證氧氣被消耗完．紅磷燃燒的現(xiàn)象是放出熱量，產(chǎn)生大量白煙
（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入集氣瓶，瓶內(nèi)水量約是集氣瓶體積的$\frac{1}{5}$，由本實驗還可以推知氮氣的一條物理性質(zhì)是難溶于水．
【查閱資料】
1．碳粉在空氣中燃燒生成二氧化碳．
2．鐵絲在空氣中發(fā)生紅熱現(xiàn)象，不能燃燒．在氧氣中劇烈燃燒，生成黑色固體．
（3）若將紅磷換成炭粉，該實驗能不能獲得成功？不能理由是碳粉燃燒后生成了二氧化碳氣體．若將紅磷換成鐵絲，該實驗能不能獲得成功？不能，理由是鐵絲不能在空氣中燃燒．

Answer 1

分析 只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項，才能正確解答本題．

解答 解：（1）磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．該實驗中紅磷稍過量，目的是：用紅磷完全消耗瓶中空氣里的氧氣．紅磷燃燒的現(xiàn)象是放出熱量，產(chǎn)生大量白煙；
（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入集氣瓶瓶內(nèi)的水量約占$\frac{1}{5}$，由本實驗還可以推知氮氣性質(zhì)有氮氣難溶于水（或氮氣不燃燒，也不支持燃燒）．
（3）若將紅磷換成炭粉，實驗可能失敗，理由是：碳粉燃燒產(chǎn)物是二氧化碳氣體，導致瓶內(nèi)氣體不能明顯減少，氣壓也不會明顯降低，上升水面將明顯不足$\frac{1}{5}$．若將紅磷換成鐵絲，該實驗不能獲得成功，理由是鐵絲不能在空氣中燃燒．
故答案為：
（1）紅磷+氧氣 $\stackrel{點燃}{→}$ 五氧化二磷；保證氧氣被消耗完； 放出熱量，產(chǎn)生大量白煙．
（2）$\frac{1}{5}$；  難溶于水．
（3）不能；碳粉燃燒后生成了二氧化碳氣體．
不能；鐵絲不能在空氣中燃燒．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項，難度稍大．