Question

9．某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下．请回答实验中有关问题：
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．
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是可使集气瓶中的氧气完全消耗．
（2）步骤②集气瓶中的现象是产生大量的白烟，其反应的符号表达式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ；步骤③中打开止水夹后观察到的现象是流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的$\frac{1}{5}$处，由此可得出空气中氧气的体积分数约为可以得出空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$；．
（3）该实验可推论出氮气难（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质不活泼（填“活泼”或“不活泼”）的结论．

Answer 1

分析 （1）依据红磷能与空气中的氧气反应生成五氧化二磷，五氧化二磷是一种固体进行分析；
（2）红磷剧烈燃烧、放出大量热和产生大量白烟，由于红磷消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小，打开止水夹后观察到：水沿导管倒流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的$\frac{1}{5}$处；
（3）在该实验中，剩余的气体主要是氮气，说明氮气不溶于水，氮气不能燃烧，也不能支持燃烧，化学性质不活泼．

解答 解：（1）红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗；
（2）步骤②集气瓶中的现象是：红磷剧烈燃烧、放出大量热和产生大量白烟；反应物是磷和氧气，生成物是五氧化二磷，反应条件是加热，所以符号表达式是：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ；由于红磷消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小，打开止水夹后观察到的现象是：水沿导管倒流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的$\frac{1}{5}$处，可以得出空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$；
（3）在该实验中，剩余的气体主要是氮气，说明氮气不溶于水，氮气不能燃烧，也不能支持燃烧，化学性质不活泼；
故答案为：（1）充分反应掉集气瓶中的氧气；（2）产生大量白烟；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ；烧杯中水沿导管被吸入集气瓶中，且约占其容积的1/5；1/5；（3）难；不支持燃耗也不能燃烧．

点评 本题考查学生对实验原理与实验操作的理解与评价等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．