Question

9．为了测定空气中氧气的体积分数，按如图1装置进行实验：
（1）实验中红磷需过量，原因是耗尽瓶内的氧气，红磷燃烧的化学方程式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，能否用木炭代替红磷不能（选填“能”或“不能”）做此实验；
（2）该实验能得到氮气的一条物理性质是：不溶于水；
（3）图2是“空气中氧气含量测定”实验的改进装置．主要下操作是：在实际容积为120mL的集气瓶里，先装进20mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃．
①磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是先下降后上升；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为40mL；
②集气瓶里预先装进的20mL水，在实验过程中的作用有abc（填写序号）
a．加快集气瓶冷却
b．液封导气管末端以防气体逸出
c．缓冲集气瓶内气压的骤然升高，避免胶塞被冲出．

Answer 1

分析 （1）根据该实验中红磷稍过量的目的是耗尽瓶内的氧气解答；根据氧气约占空气总体积的五分之一解答；根据木炭燃烧生成二氧化碳气体解答．
（2）根据氮气不溶于水，不能燃烧，不支持燃烧解答；
（3）根据白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是：先下降后上升，因为瓶内的气体先受热体积膨胀，后冷却缩小进行解答．

解答 解：
（1）该实验中红磷稍过量的目的是耗尽瓶内的氧气．红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；实验时不能用木炭代替红磷，因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，生成的二氧化碳气体占据了氧气的空间，导致水不能进入集气瓶．
（2）进入水的体积约占集气瓶容积的五分之一，说明氧气约占空气总体积的五分之一；本实验还可推知氮气的性质有：不溶于水，不能燃烧，不支持燃烧．
（3））①白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是：先下降后上升，因为瓶内的气体先受热体积膨胀，后冷却；若实验非常成功，进入集气瓶中水的体积约为：（120mL-20mL）×$\frac{1}{5}$=20mL；最终集气瓶中水的体积约为40mL；
②集气瓶里预先装进的水的作用：加快集气瓶冷却、液封导气管末端以防气体逸出、缓冲集气瓶内气压的骤然升高．
答案：
（1）耗尽瓶内的氧气；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；不能；
（2）不溶于水；
（3）①40；②abc．

点评 可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，不能和空气中的其它物质发生化学反应．