Question

某同學用如圖裝置測定空氣中氧氣的體積分數．請你填寫有關空格，并與同學交流．
（1）該實驗中，紅磷需稍過量，目的是

盡可能把氧氣反應掉

．該物質燃燒反應的符號表達式為

紅磷+氧氣

點燃

五氧化二磷

．
（2）待該物質熄滅并冷卻后，打開彈簧夾觀察到的現象是

水從燒杯中倒吸入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的

1

5

；出現該現象的原因是

磷與氧氣反應，消耗了空氣中的氧氣，使內外產生壓強差

；為什么要“待該物質熄滅并冷卻后，打開彈簧夾”？

因為溫度高，壓強大．如集氣瓶沒有充分冷卻，會造成水倒流量少甚至無法倒流

（3）實驗后發現測定出的空氣中氧氣的體積分數低于

1

5

，這可能是由哪幾種原因引起的？

裝置氣密性不夠好；紅磷量不足

（4）由本實驗還可以推測氮氣的性質有

氣體難溶于水；不支持燃燒，不和磷反應

．
（5）若將紅磷換成碳粉，該實驗能否獲得成功？

不能

（填能或否）理由是

炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變

．

Answer 1

分析：根據已有的知識進行分析，空氣中氧氣約占其體積的五分之一，測定時可以使用紅磷燃燒消耗氧氣使瓶內壓強減小的方法，磷燃燒能生成五氧化二磷；進行此實驗時，必須保證裝置的氣密性良好，紅磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會導致結果不準確．

解答：解：（1）為了使實驗結果準確，要用過量的紅磷確保氧氣被完全消耗掉；磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．
（2）打開彈簧夾觀察到的現象是水從燒杯中倒吸入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的

1

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，因為磷與氧氣反應，消耗了空氣中的氧氣，使內外產生壓強差．要到裝置冷卻到室溫再打開止水夾的原因是因為溫度高，壓強大．如集氣瓶沒有充分冷卻，會造成水倒流量少甚至無法倒流；
（3）實驗后發現測定出的空氣中氧氣的體積分數低于

1

5

，這可能的原因是：沒有冷卻至室溫，就打開彈簧夾；或裝置氣密性不好；或紅磷量不足，集氣瓶中的氧氣沒有消耗完．
（4）進入廣口瓶中水的體積約為廣口瓶體積的五分之一，所以可以判斷氮氣的物理性質為難溶于水的氣體；而紅磷沒有充分燃燒，反應后剩余，且不能繼續燃燒可以判斷氮氣不能支持燃燒，且不和磷反應；
（5）炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變，水不倒流，故不能將紅磷換成炭粉．
故答案為：（1）盡可能把氧氣反應掉；紅磷+氧氣

點燃

五氧化二磷
（2）水從燒杯中倒吸入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的

1

5

；磷與氧氣反應，消耗了空氣中的氧氣，使內外產生壓強差； 因為溫度高，壓強大．如集氣瓶沒有充分冷卻，會造成水倒流量少甚至無法倒流．
（3）裝置氣密性不夠好；紅磷量不足
（4）氣體難溶于水；不支持燃燒，不和磷反應
（5）不能；炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變

點評：本考點是用紅磷測定氧氣在空氣中的體積分數，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗要具體問題具體分析，根據不同的現象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．本考點主要出現在填空題和實驗題中．