Question

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。請回答實驗中有關問題：
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。
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是                                     。
（2）步驟②集氣瓶中發生反應的文字表達式為                              ；步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是                                           ，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）該實驗中的紅磷不能用碳代替，原因是                                         

Answer 1

（1）充分反應掉集氣瓶中的氧氣 （2）磷+氧氣五氧化二磷 燒杯中水沿導管被吸入集氣瓶中,且約占其容積的1/5  1/5 （3）難 不活潑 （4）碳燃燒產生氣體,使瓶中的氣壓幾乎不變。

（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）紅磷與氧氣反應，生成了白煙五氧化二磷固體，該反應的文字表達式為磷+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1/5，由此可得出氧氣約占空氣體積的1/5。
（3）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）不能用碳替代紅磷，是因為碳燃燒產生二氧化碳氣體，改變了空氣的成分，使瓶中的氣壓幾乎不變。