Question

【題目】某興趣小組開展“測定空氣中氧氣的體積分數”的探究實驗。

（1）（分組實驗）在討論的基礎上，他們分組進行了實驗，實驗裝置如圖1所示(裝置氣密性良好)。

實驗過程中紅磷燃燒的主要現象是________ ，反應的文字表達式為________ 。

（2）紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開彈簧夾，水能倒吸入集氣瓶的原因是________ 。

（3）紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是________ (填化學符號)，該氣體________ (填“支持”或“不支持”)燃燒。

（4）若燃燒匙內所裝紅磷的量偏少，則測出的氧氣的含量偏________（填“低“或”高“）

（5）（實驗拓展）

小明將壓強傳感器與圖1裝置連接，精確地記錄并保存了實驗過程中集氣瓶內的壓強變化曲線，如圖2所示。

根據上圖請描述紅磷燃燒開始后，集氣瓶內壓強隨時間變化的情況是________，原因是________。

（6）實驗過程中，連接數字傳感器，測得圖1裝置中氧氣的體積分數隨時間變化的關系如圖3所示，據圖可得出的結論是________。

（7）結合你的學習經驗，若要尋找紅磷的替代物，用圖1裝置測定空氣中氧氣的體積分數，該替代物應滿足的條件是________（寫一點即可）。

Answer 1

【答案】產生了大量的白煙，放出熱量 磷+氧氣 五氧化二磷 氧氣被消耗，集氣瓶內氣體壓強小于大氣壓 N2 不支持 低 先變大后變小 紅磷燃燒放出熱量，造成裝置內的氣體體積膨脹，壓強增大，隨著反應的進行，氧氣的消耗，裝置內的壓強減小 用紅磷燃燒法測空氣中氧氣含量不嚴謹(合理即可) 能夠和氧氣反應，生成物不影響測定結果

【解析】

（1）實驗過程中紅磷燃燒的主要現象是劇烈燃燒，產生大量的白煙，放出熱量。其反應的文字表達式為：磷+氧氣 五氧化二磷；

（2）紅磷熄滅后，集氣瓶冷卻至室溫，打開彈簧夾，水能倒吸入集氣瓶的原因是紅磷燃燒，氧氣被消耗，集氣瓶內氣體壓強減小，小于外界大氣壓，水會倒吸入集氣瓶；

（3）紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是 N2， 說明該氣體不支持燃燒。

（4）若燃燒匙內所裝紅磷的量偏少，那么消耗集氣瓶中氧氣比較少，則測出的氧氣的含量偏低。

（5）根據題目中的圖像可知，紅磷燃燒開始后，集氣瓶內壓強隨時間變化的情況是先變大后變小，其原因是紅磷燃燒放出熱量，造成裝置內的氣體體積膨脹，壓強增大，隨著反應的進行，氧氣的不斷消耗，裝置內的壓強會減小到一定的值；

（6）根據圖3中的信息可知，實驗過程中，連接數字傳感器，測得圖1裝置中氧氣的體積分數隨時間變化的關系如圖3所示，氧氣的體積分數沒有降低到0，只是降低到8.6%左右，可得出的結論是用紅磷燃燒法測空氣中氧氣含量不嚴謹，需要改進。

（7）若要尋找紅磷的替代物，用圖1裝置測定空氣中氧氣的體積分數，該替代物應滿足的條件是能夠和氧氣反應，生成物最好是固態或液態，要形成明顯的壓強差，不要影響測定結果。