Question

18．如图所示装置可测量空气中氧气的含量．实验室有红磷、木炭、硫．
（1）请问燃烧匙内放何物最合适红磷，文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）燃烧完毕后需冷却至室温后再打开止水夹，打开止水夹出现的现象为烧杯中的水流入瓶内，流入水的体积约占瓶内气体体积的五分之一．
（3）出现上述现象的原因是氧气被消耗，使集气瓶内的气压变小．
（4）燃烧后剩余的主要气体为氮气，用燃着的木条检验瓶内剩余气体时，现象为燃着的木条熄灭．
（5）上述实验说明空气的主要成分是氮气和氧气，其体积比约为4：1．

Answer 1

分析 实验室测定空气中氧气体积分数的实验中可以使用红磷燃烧消耗掉氧气，生成的五氧化二磷是固体，使瓶内压强减小的方法．若使用木炭或硫，由于生成的是气体，压强变化不大，不能测得氧气的含量，并结合现象得出结论．

解答 解：（1）实验室测定空气中氧气体积分数的实验中可以使用红磷燃烧消耗掉氧气，生成的五氧化二磷是固体，使瓶内压强减小的方法．若使用木炭、硫，由于木炭、硫燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫气体，压强变化不大，不能测得氧气的含量；磷燃烧产生五氧化二磷；故答案为：红磷；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）燃烧完毕后冷却至室温后再打开止水夹，磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，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；故答案为：冷却至室温；烧杯中的水流入瓶内，流入水的体积约占瓶内气体体积的五分之一；
（3）红磷燃烧，氧气被消耗，使集气瓶内的气压变小，且氧气约占空气体积的五分之一，因此冷却到室温打开止水夹出现的现象为水流入瓶内，流入水的体积约占瓶内气体体积的五分之一；故答案为：氧气被消耗，使集气瓶内的气压变小；
（4）红磷燃烧完毕后，集气瓶中剩余的气体主要是氮气，氮气不能支持燃烧；故答案为：氮气；燃着的木条熄灭；
（5）根据实验现象可知氮气约占五分之四，氧气约占五分之一，因此二者的体积比为4：1；故答案为：氮气；氧气；4：1．

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、结论和注意事项及误差分析，难度稍大．