Question

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．
该同学的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为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

确保集气瓶内的氧气消耗尽

．
（2）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是

烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处

，由此可得出空气中氧气的体积分数约为

1

5

．在该实验中不仅测出了空气中氧气的含量，而且从中还得到了氮气的什么性质

氮气不溶于水；不与红磷反应

．
（3）红磷燃烧的文字表达式

红磷+氧气

点燃

五氧化二磷

．

Answer 1

分析：（1）根据该实验注意事项分析；
（2）根据红磷的燃烧结合压强知识分析，红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶；根据实验现象分析；
（3）根据化学反应文字表达式的书写分析．

解答：解：（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，约为集气瓶体积的五分之一；据实验现象可得出空气中氧气的体积分数约为五分之一；剩余的气体主要是氮气，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；
（3）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式是红磷+氧气

点燃

五氧化二磷．
故答案为：（1）确保集气瓶内的氧气消耗尽；
（2）烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；

1

5

；氮气不溶于水；不与红磷反应；
（3）红磷+氧气

点燃

五氧化二磷．

点评：熟记用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项是解答这类题目的基础．