Question

19．用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是用红磷在空气中燃烧的测定方法．

实验过程是：
第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的五分之一
请回答下列问题：
（1）集气瓶中剩余的气体主要是氮气
（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的原因可能是：
红磷过少．（答一条）进入集气瓶中水的体积超过总容积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的原因可能是：实验前未将橡胶管夹紧．（答一条）
（3）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：不用在瓶外点燃红磷，不会因插入不迅速而发生瓶内外气体交换，使测量不准确．

Answer 1

分析 本题中空气中氧气的含量，是用红磷测定的，保证该实验成功的关键是：①装置的气密性要好；②红磷要足量；③必须冷却到室温再读数；④做实验要迅速等．做本实验时，要注意把空气中的氧气充分消耗掉，而又不能加入新的气体．改进后的装置的优点是：不用在瓶外点燃红磷．

解答 解：（1）集气瓶中剩余的气体主要是氮气，因为氮气占空气体积的78%．故答案为：氮气．
（2）若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，导致这一结果的原因可能是，红磷过少、装置漏气、未冷却到室温就打开止水夹、红磷中含有燃烧时产生不溶于水气体的杂质等．实验前未将橡胶管夹紧，会使瓶内的部分氧气和其它气体在红磷燃烧时排出，等装置冷却后，使瓶内的气压变得更小，从而使进入瓶内水的体积超过瓶内气体体积的$\frac{1}{5}$；
（3）由于在燃烧过程中释放出大量的热，导致气体的体积会膨胀，所以原有装置会在插入燃烧匙的过程中有气体逸出，所以改进装置就克服了这一点．改进后的装置的优点是：不用在瓶外点燃红磷，使测量不准确．故答案为：不用在瓶外点燃红磷，不会因插入不迅速而发生瓶内外气体交换，使测量不准确．
答案：
（1）氮气；
（2）红磷过少；实验前未将橡胶管夹紧；
（3）不用在瓶外点燃红磷，不会因插入不迅速而发生瓶内外气体交换，使测量不准确．

点评 本考点考查了空气中氧气含量的探究，选择药品时要注意：空气中的氧气要充分消耗掉，而又不能加入新的气体．因此应该考虑用红磷、白磷、铜丝等，他们与氧气反应生成物是固体，几乎不占空间．本考点主要出现在填空题和实验题中．