Question

10．已知空气的主要成分是氮气和氧气．某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验．实验装置如图所示：
（1）红磷在氧气中发生反应的化学方程式或文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅），该实验中红磷需稍过量，目的是将空气中氧气完全反应掉．
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终接近刻度1处．由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
由本实验还可推知氮气的哪一些性质？试写出其中的一种氮气化学性质稳定．
（3）若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功？否（填“能”或“否”）．理由是炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变．

Answer 1

分析 只有熟悉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，才能正确解答本题．

解答 解：（1）磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；反应的化学方程式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
该实验中红磷稍过量，目的是将空气中氧气完全反应掉；
（2）根据烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终接近刻度1处可知，氧气约占空气体积的五分之一；水倒流入集气瓶中的体积只有五分之一，若氮气易溶于水，则倒流入瓶内的水几乎会充满整个集气瓶，因此氮气是难溶于水的；红磷燃烧一会熄灭了，说明氮气不燃烧不支持燃烧，其化学性质不活泼；
（3）炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变．故不能将红磷换成炭粉．
故答案为：
（1）磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷（4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅）；将空气中氧气完全反应掉；
（2）$\frac{1}{5}$；氮气化学性质稳定．
（3）否，炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变．

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．