Question

我们已经知道了空气的主要成分是氮气和氧气，如图1为测定空气中氧气含量的实验装置图．
（1）实验时，燃烧匙里为什么要盛过量的红磷？

为了保证将广口瓶中的氧气完全消耗掉

．
（2）这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的

1

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的结论外，还可以得出有关氮气性质的哪些结论？

氮气不溶于水；氮气不燃烧、不支持燃烧

．
（3）同学可如图2所示装置粗略的测定空气中氧气的体积分数．图中烧杯上方玻璃管（预先固定好）中部有一可左右滑动的活塞，其左端密封有空气和足量白磷（白磷着火点低，约40℃），右端跟空气相通，实验开始前，活塞处在5cm处．可以观察到玻璃管内开始发生的现象：白磷（足量）

放出大量的热、产生大量的白烟

；活塞先向（填左或右）

右

移动后向（填左或右）

左

移动．实验结束后，恢复至常温，活塞应停在约

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cm处，据此可得出的结论是

空气中氧气约占总体积的五分之一

．
①燃烧匙中所盛物质能否用木炭来替代

否

，理由是

木炭燃烧生成二氧化碳是气体，瓶内的压强没有明显的改变；

．
②某位同学实验后发现测定的氧气含量低于21%的体积数，实验中可能存在的原因：

红磷的量不足

，

未冷却到室温就打开弹簧夹

．

Answer 1

分析：只有熟悉用白磷燃烧的方法测定空气中氧气含量实验的原理、操作、现象、结论、注意事项等问题，才能作出正确的解答．测定时可以使用红磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小的方法，磷燃烧能生成五氧化二磷，若使用木炭，由于碳燃烧生成的是二氧化碳气体，压强变化不大，故不能测得氧气的含量，进行此实验时，必须保证装置的气密性良好，红磷足量，瓶子冷却后再打开弹簧夹，否则会导致结果不准确．

解答：解：（1）实验时，燃烧匙里要盛过量红磷的原因是：为了保证将广口瓶中的氧气完全消耗掉；故答案为：（1）为了保证将广口瓶中的氧气完全消耗掉；
（2）这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的五分之一的结论外，还可以得出有关氮气性质的如下结论：氮气不溶于水；氮气在点燃的条件下不与氧气反应．故答案为：氮气不溶于水；氮气不燃烧、不支持燃烧；
（3）白磷着火点低，约40℃，100度的热水会引燃白磷，白磷燃烧放出大量的热、产生大量的白烟；由于白磷燃烧时放出大量的热，使玻璃管内气体膨胀，因此会推动活塞向右移动，实验结束时，由于反应消耗了氧气，恢复常温后气体冷缩，致使玻璃管内的气压小于外界的大气压，活塞会在压力差的作用下向左移动，慢慢移动到4cm处停止，活塞内缩的体积就是玻璃管内空气中氧气的体积．通过实验可知：玻璃管内的空气共有5份，其中氧气约占1份，因此空气中氧气约占总体积的五分之一，故答案为：放出大量的热、产生大量的白烟；右；左；4；空气中氧气约占总体积的五分之一；
①使用木炭，由于碳燃烧生成的是二氧化碳气体，压强变化不大，故不能测得氧气的含量，故答案为：否；木炭燃烧生成二氧化碳是气体，瓶内的压强没有明显的改变；
②进行此实验时，必须保证装置的气密性良好，红磷足量，瓶子冷却后再打开弹簧夹，否则会导致测定的氧气含量低于21%的体积数，故答案为：红磷的量不足；装置漏气；未冷却到室温就打开弹簧夹．

点评：本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．