Question

【題目】如圖是測定空氣中氧氣體積分數的實驗裝置

請回答以下有關問題：

（1）燃燒匙內盛放的物質是 ，能否直接改用木炭、硫磺等物質做此實驗？試說明理由 。

（2）該實驗所能觀察到的現象為 ，根據該實驗的原理，有同學認為只要對該實驗進行適當改進，用木炭、硫磺均可達到預期目的，請你判斷該同學可能做怎樣的改進？ ，可能發生的反應的化學方程式為 。

Answer 1

【答案】（1）紅磷。不能，因為木炭或硫磺，與氧氣反應生成的是氣體，集氣瓶內的氣壓不會發生明顯變化，無法測得空氣中氧氣的體積。

（2）紅磷劇烈燃燒，產生大量白煙，冷卻后打開導管中的夾子，燒杯中的水被吸入集氣瓶，水面大約上升1/5。采用木炭或硫磺改進此實驗，應該是事先在集氣瓶中裝入一定體積的氫氧化鈉溶液，從而吸收掉所生成的二氧化碳或二氧化硫。即：CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O 或SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O

【解析】本題綜合考查了測定空氣中氧氣體積分數的原理、現象以及根據基本原理，對該實驗進行探究分析的能力。試題既緊扣課本，又超越了課本，具有一定的挑戰性。由于該實驗本身利用的是紅磷燃燒消耗氧氣，生成固體產物，導致集氣瓶內氣壓減小，從而將燒杯中的水吸入集氣瓶，通過觀察進入的水的體積確定空氣中氧氣的體積。假如直接用木炭或硫磺，雖然都能與氧氣反應，但由于產物是氣體，集氣瓶內的氣壓不會發生明顯變化，自然無法測得空氣中氧氣的體積。正因為這樣，如果事先在集氣瓶中裝入一定體積可吸收所產生氣體的氫氧化鈉溶液，也就照樣能達到預期目的。