Question

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如右图．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）红磷反应的文字表达式是

 

．
（2）该实验中红磷稍过量，目的是

 

．步骤③中打开止水夹后观察到的现象是

 

．
（3）该同学用此装置测定的氧气组成＜21%．试分析可能的原因（写2条）：

 

，

 

．由本实验还可推知氮气的哪些性质？试写出两种：

 

．
（4）若将红磷换成木炭，该实验能否获得成功

 

（填“能”或“否”）？理由是

 

．

Answer 1

考点：空气组成的测定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：空气与水

分析：（1）根据实验原理来书写文字表达式；
（2）根据该实验注意事项分析；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；
（3）根据该实验的注意事项来分析；根据实验现象分析；
（4）测定空气组成的实验原理来分析．

解答：解：（1）磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；故填：磷+氧气

点燃

五氧化二磷；
（2）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；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；故填：确保集气瓶内的氧气消耗尽；烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；
（3）实验后发现气体减少的体积小于五分之一，可能原因是红磷不足量；装置漏气等；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；故填：红磷不足量；装置漏气；氮气不溶于水；不与红磷反应；
（4）若将红磷换成炭粉，该实验不能获得成功，理由是：碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强没有减小．故填：否；碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳气体，瓶中的压强没有减小．

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．