Question

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如下图。

图1                                 图2
该同学的实验步骤如下：
①       将1图中的集气瓶分为5等份，并作好标记。
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞。
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹。请回答下列问题：
(1)该实验中红磷需稍过量，目的是                    ，写出发生反应的表达式                    ，该反应的基本类型是                 。
(2)步骤③中打开止水夹后观察到的现象是                                ，由此可得出空气中氧气的体积约为              ，集气瓶中的气体主要是氮气，由此实验可以推测氮气的性质：其中物理性质是                     ，化学性质是                       。
（3）这个实验可否用硫或者木炭来代替红磷          （填“是”或者“否”）原因是   
                                       。
某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示 ），你认为改进后的优点是：
                                                                            

Answer 1

（1）充分与氧气反应 反应表达式略 化合反应
（2）水沿导管进入集气瓶约占空气体积的五分之一
1/5 、 难溶于水、 化学性质稳定（不燃烧、不助燃）
（3）否 、燃烧后产生气体，压强没有明显变化
节能、环保、实验数据准确等（合理即可）

（1）实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的．红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗．
（2）红磷与氧气反应，生成了白烟五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的；
（3）水进入瓶内占五分之一．不再继续进入说明氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应；硫粉或炭粉尽管能与氧气反应，除去了瓶内的氧气，但由于反应生成了二氧化碳气体，且反应后瓶内的气体体积没有减少，所以气压不会减小，故实验不能测定出空气中氧气的含量．图2是用凹透镜将太阳光聚焦引燃红磷，避免因拨出橡皮塞引燃红磷造成气体逸出，造成实验误差，同时还可避免五氧化二磷逸散到空气中污染空气．