Question

13．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，目的是使空氣中的氧氣全部消耗完；
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是水沿導管進入集氣瓶中且占容積的$\frac{1}{5}$；由本實驗還可推知氮氣的哪些性質？試寫出一種：氮氣難溶于水或氮氣不支持燃燒．
（3）若將紅磷換成木炭，該實驗能否獲得成功否（填“能”或“否”）？理由是木炭燃燒后生成了二氧化碳氣體．

Answer 1

分析 根據紅磷的燃燒結合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應生成固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；根據實驗現象分析氮氣的性質；木炭燃燒生成二氧化碳．

解答 解：（1）為了使集氣內的氧氣完全消耗完在做實驗時紅磷要過量，
故答案為：使空氣中的氧氣全部消耗完；
（2）紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內的壓強減小；因為進入水的體積約為容積的$\frac{1}{5}$，所以得出氮氣難溶于水的物理性質，氮氣不燃燒也不支持燃燒的化學性質；
故答案為：水沿導管進入集氣瓶中且占容積的$\frac{1}{5}$；氮氣難溶于水或氮氣不支持燃燒；
（3）測定空氣中氧氣的體積分數利用的是壓強的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內的壓強，達不到實驗目的，
故答案為：否；木炭燃燒后生成了二氧化碳氣體．

點評 在做測定空氣中氧氣的體積分數實驗時選擇的藥品只能跟空氣中的氧氣反應不能跟其它物質發生反應，同時還不能產生氣體．