Question

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：
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某种药品，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃该药品，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．
③充分反应后，适时打开止水夹．
请回答下列问题：
（1）图中A的仪器名称是

集气瓶

；燃烧匙内应装入足量的

红磷

；步骤③中“适时”是指什么时候打开止水夹

冷却至室温

．
（2）该实验中燃烧匙内药品需足量，目的是

使集气瓶中的氧气完全消耗

．
（3）步骤②集气瓶中的现象是

产生大量白烟，发出黄色火焰，放出热量

，其中该药品燃烧的反应文字表达式为

磷+氧气

点燃

五氧化二磷

．步骤③中打开止水夹后观察到的现象是

水进入集气瓶且约占集气瓶剩余体积的五分之一

，由此可得出空气中氧气的体积分数约为

20%

．
（4）该实验可推论出集气瓶内剩余气体有哪些性质？（请写出两点性质）

不燃烧；不支持燃烧

．

Answer 1

分析：根据红磷燃烧的现象和测定空中氧气体积分数的原理、注意事项分析．我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论．保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数．

解答：解：（1）图中A的仪器是集气瓶；我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论．所以燃烧匙内应装入足量的红磷．要确保水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的，打开止水夹要保证要冷却至室温．
（2）实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的，红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗．
（3）实验中观察到的现象是：红磷燃烧产生大量白烟，发出黄色火焰，放出热量；磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，反应文字表达式为：磷+氧气

点燃

五氧化二磷；打开弹簧夹后，有水进入集气瓶且约占集气瓶剩余体积的五分之一；可得出空气中氧气的体积分数约为20%．
（4）因为空气中主要成分是氮气和氧气，磷燃烧消耗了氧气，剩余的主要是氮气，说明不燃烧也不支持燃烧，不与磷反应；由于集气瓶中进入了部分水所以说明了氮气难溶于水．
故答案为：（1）集气瓶；红磷；冷却至室温
（2）使集气瓶中的氧气完全消耗
（3）产生大量白烟，发出黄色火焰，放出热量；磷+氧气

点燃

五氧化二磷；水进入集气瓶且约占集气瓶剩余体积的五分之一；20%；
（4）不燃烧；不支持燃烧

点评：本考点是测定氧气在空气中的体积分数，实验中要注意装置的严密性、所用药品的量、生成物的状态、误差分析、对实验现象的分析等，培养了学生的分析推理能力和严谨的实验态度．