Question

【題目】已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣，某課外活動小組設計了測定空氣氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖所示；

（1）實驗中紅磷要稍過量，其目的是________ ．待紅磷燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到______．由此可知氧氣約占空氣體積的．下列氮氣的性質中與本實驗無關的是_____ ．

A．無色、無味 B．難溶于水

C．不能燃燒，也不支持燃燒 D．不與紅磷反應

（2）如果實驗中，打開彈簧夾后，幾乎沒有水進入集氣瓶中，其原因可能是________

（3）若將紅磷換成蠟燭，該實驗能否獲得成功？________ ，理由是________

（4）小輝建議用鐵絲代替紅磷進行實驗，他提出可將細鐵絲燒成螺旋狀，在鐵絲上纏一根火柴梗，纏火柴梗的目的是________ ，但小輝多次實驗均失敗，小輝不能成功的原因是______

Answer 1

【答案】將空氣中氧氣全部消耗掉燒杯中的水進入集氣瓶中，約占集氣瓶中空氣體積的1/5A裝置氣密性不好不能蠟燭燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變引燃鐵絲鐵絲在空氣中不能燃燒

【解析】

（1）實驗中紅磷的目的是為了消耗掉容器內的氧氣，所以紅磷要稍過量，以確保將空氣中的氧氣全部消耗掉。紅磷燃燒消耗了容器中的氧氣，容器內壓強減小，在大氣壓的作用下，水進入瓶內，且進入瓶內的水的體積等于消耗掉的氧氣的體積，約為集氣瓶中空氣體積的1/5。該實驗之所以能夠進行，是因為氮氣不能燃燒，也不能支持紅磷燃燒，也不與紅磷發生反應，所以燃燒過程中消耗掉的氣體只有氧氣；當水進入集氣瓶時，氮氣難溶于水，所以進入瓶內水的體積等于消耗掉的氧氣的體積，因此才能測定出空氣中氧氣的含量，與氮氣是否無色、無味無關，故選A。（2）如果裝置的氣密性不好，在紅磷燃燒過程中外界大氣進入集氣瓶中，會導致瓶內氣壓變化很小，所以打開彈簧夾的時候幾乎沒有水進入集氣瓶。（3）蠟燭燃燒會產生二氧化碳氣體，使瓶內壓強變化不大，進入瓶內的水的體積很小，所以不能用蠟燭代替紅磷。（4）在鐵絲上纏一根火柴梗的目的是引燃鐵絲。在空氣中加熱鐵絲時，鐵絲只能發生紅熱現象，不能燃燒，所以實驗會失敗。