Question

【题目】测定空气中氧气体积分数的实验装置如图所示，在烧杯内加入少量的水，集气瓶五等分做上记号，用弹簧夹夹紧乳胶管．

（1）点燃燃烧匙内稍过量的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，看到的现象是_______；化学方程式为______________________。

（2）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处，由此可知氧气约占空气总体积的_________。

（3）如果未冷却到室温便打开弹簧夹则实验结果将(填偏大、偏小或不变)_________。红磷熄灭后，集气瓶内剩下主要气体具有_______（化学性质） 、_________（物理性质） 的性质。若将上述实验中的红磷换成木炭，严格按操作步骤进行实验，并未发现倒吸现象，其原因是_____________________；

（4）实验中红磷需稍过量，目的是_________________；

（5） 某小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验（见图I）进行了大胆改进，设计图（Ⅱ）（试管容积为45mL）实验方案进行，收到了良好的效果．请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验，回答下列有关问题：

①实验室中若用图I装置测定空气中氧气的体积分数，下列说法正确的是_______．

A．红磷一熄灭就可以打开夹子 B．实验中，水的量可以随意

C．红磷的量要足量 D．瓶中消耗掉的气体跟剩下的气体的体积比约为1：4．

②小军用图Ⅱ装置进行实验：A.点燃酒精灯； B.撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹；C.将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，夹紧橡皮管；D.读取注射器活塞的数据。正确的实验操作顺序是____（填序号）．

③图Ⅱ实验中，注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为______mL刻度处才停止．

④对照图I、图Ⅱ实验，图Ⅱ实验的装置有何优点____（回答一点即可）．

Answer 1

【答案】 红磷燃烧，产生大量白烟 4P+5O22P2O5 1/5 偏小 不可燃不助燃（稳定性） 难溶于水 生成气体 耗尽氧气 CD CABD 1 更为精确，可以直接读出氧气的体积

【解析】（1）红磷燃烧，产生大量白烟，反应的化学方程式表示为4P+5O2点燃2P2O5；（2）该实验的原理是红磷燃烧消耗氧气，导致集气瓶内的压强减小，水倒流入集气瓶中的体积则为氧气的体积，现观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处，由此可知氧气约占空气总体积的1/5；（3）如果未冷却到室温便打开弹簧夹，那么由于集气瓶内的压强变化较小，故进入集气瓶中的水的体积偏小，即会导致测定的氧气的体积偏小；红磷熄灭后，集气瓶内剩下主要气体氮气，说明氮气既不能燃烧也不能支持燃烧，水面只上升到1/5处，还说明氮气难溶于水；由于木炭燃烧生成的是二氧化碳气体，所以装置内压强变化不大，进入的水的量也就不多，故用图B的方法测定空气中氧气的体积分数结果会偏低；（4）实验中红磷需稍过量，目的是充分消耗集气瓶中的氧气；（5）①A、要等红磷熄灭、集气瓶冷却后才能打开止水夹，否则会导致测得的氧气的体积偏小，错误；B、实验中，水的量应要多些，否则可能没有到达集气瓶体积的1/5，错误；C、红磷的量要足量，目的是充分消耗集气瓶中的氧气，正确；D、氧气约占空气总体积的1/5，故瓶中消耗掉的气体跟剩下的气体的体积比约为1：4，正确；故选CD；②图Ⅱ装置进行实验的步骤是首先将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，按图Ⅱ中所示的连接方式固定好，夹紧橡皮管，然后点燃酒精灯，充分反应后撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹，最后读取注射器活塞的数据，故顺序是CABD；③试管容积为45mL，即空气的总体积为45ml，氧气约占空气总体积的1/5，即为9ml，故注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为1ml；④图Ⅱ实验的装置的优点是：是密闭装置，不会污染空气，另外也更为精确，可以直接读出氧气的体积。