Question

【題目】某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖。該同學的實驗步驟如下：

①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記。

②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞。

③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾。

請回答下列問題：

（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是________。

（2）步驟②集氣瓶中的現象是____________，

其反應的文字表達式為____________；

步驟③中打開止水夾后觀察到的現是_________，由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為________。

（3）該實驗可推論出氮氣______（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質____（填“活潑”或“不活潑”）的結論。

（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？ _________。

Answer 1

【答案】確保集氣瓶內的氧氣消耗盡 紅磷燃燒產生大量白煙，發出黃色火焰，放出熱量 紅磷+氧氣五氧化二磷 燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處 五分之一 難 不活潑 木炭燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內的氣體沒有減少，壓強不會改變

【解析】

（1）實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內外產生壓強差，水被吸入占據氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；

（2）實驗中紅磷燃燒的現象是：紅磷燃燒產生大量白煙，發出黃色火焰，放出熱量；紅磷與氧氣反應，生成了五氧化二磷固體，文字表達式為：紅磷+氧氣五氧化二磷；所以會導致集氣瓶內壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據集氣瓶內氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；據實驗現象可得出空氣中氧氣的體積分數約為五分之一；

（3）剩余的氣體主要是氮氣，水進入瓶內占五分之一，不再繼續進入說明氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應；

（4）因為炭粉燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內的氣體沒有減少，壓強不會改變，不能測定空氣中氧氣的含量，所以實驗中不能用炭粉代替紅磷。