Question

【题目】某兴趣小组开展“测定空气中氧气的体积分数”的探究实验。

（1）（分组实验）在讨论的基础上，他们分组进行了实验，实验装置如图1所示(装置气密性良好)。

实验过程中红磷燃烧的主要现象是________ ，反应的文字表达式为________ 。

（2）红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开弹簧夹，水能倒吸入集气瓶的原因是________ 。

（3）红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是________ (填化学符号)，该气体________ (填“支持”或“不支持”)燃烧。

（4）若燃烧匙内所装红磷的量偏少，则测出的氧气的含量偏________（填“低“或”高“）

（5）（实验拓展）

小明将压强传感器与图1装置连接，精确地记录并保存了实验过程中集气瓶内的压强变化曲线，如图2所示。

根据上图请描述红磷燃烧开始后，集气瓶内压强随时间变化的情况是________，原因是________。

（6）实验过程中，连接数字传感器，测得图1装置中氧气的体积分数随时间变化的关系如图3所示，据图可得出的结论是________。

（7）结合你的学习经验，若要寻找红磷的替代物，用图1装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是________（写一点即可）。

Answer 1

【答案】产生了大量的白烟，放出热量 磷+氧气 五氧化二磷 氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压 N2 不支持 低 先变大后变小 红磷燃烧放出热量，造成装置内的气体体积膨胀，压强增大，随着反应的进行，氧气的消耗，装置内的压强减小 用红磷燃烧法测空气中氧气含量不严谨(合理即可) 能够和氧气反应，生成物不影响测定结果

【解析】

（1）实验过程中红磷燃烧的主要现象是剧烈燃烧，产生大量的白烟，放出热量。其反应的文字表达式为：磷+氧气 五氧化二磷；

（2）红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开弹簧夹，水能倒吸入集气瓶的原因是红磷燃烧，氧气被消耗，集气瓶内气体压强减小，小于外界大气压，水会倒吸入集气瓶；

（3）红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是 N2， 说明该气体不支持燃烧。

（4）若燃烧匙内所装红磷的量偏少，那么消耗集气瓶中氧气比较少，则测出的氧气的含量偏低。

（5）根据题目中的图像可知，红磷燃烧开始后，集气瓶内压强随时间变化的情况是先变大后变小，其原因是红磷燃烧放出热量，造成装置内的气体体积膨胀，压强增大，随着反应的进行，氧气的不断消耗，装置内的压强会减小到一定的值；

（6）根据图3中的信息可知，实验过程中，连接数字传感器，测得图1装置中氧气的体积分数随时间变化的关系如图3所示，氧气的体积分数没有降低到0，只是降低到8.6%左右，可得出的结论是用红磷燃烧法测空气中氧气含量不严谨，需要改进。

（7）若要寻找红磷的替代物，用图1装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是能够和氧气反应，生成物最好是固态或液态，要形成明显的压强差，不要影响测定结果。