Question

12．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．请回答下列问题：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是过量的红磷能够将集气瓶中的氧气尽可能的消耗完全，使实验结果更准确．
（2）步骤②集气瓶中的现象是红磷燃烧产生大量的白烟，放出热量，其反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷 ；步骤③中打开止水夹后观察到的现象是烧杯中的水会进入集气瓶中，约占集气瓶体积的五分之一，由此可得出空气中氧气的体积约为空气体积的$\frac{1}{5}$．
（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．
（4）如果本实验完成后，发现进入集气瓶的水不足五分之一，可能的原因是什么？（至少答三条）
A、装置漏气B、红磷的量不足C、没有冷却至室温就打开止水夹
（5）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？为什么？

Answer 1

分析 （1）过量的红磷能够将集气瓶中的氧气尽可能的消耗完全，使实验结果更准确，可以据此解答该题；
（2）红磷燃烧产生大量的白烟，放出热量，该反应生成了五氧化二磷，属于化合反应，步骤③中打开止水夹后观察到烧杯中的水会进入集气瓶中，约占集气瓶体积的五分之一，由此得出氧气约占空气体积的五分之一，可以据此解答该题；
（3）根据水进入集气瓶体积的五分之一可以判断氮气难溶于水，同时可以判断氮气的化学性质不活泼，可以据此解答该题；
（4）根据红磷和氧气的反应的实验注意事项可以知道，如果装置漏气或是红磷的量不足都会使进入集气瓶的水的体积小于$\frac{1}{5}$，可以据此解答该题；
（5）炭粉燃烧产生了二氧化碳，二氧化碳为气体，不能形成集气瓶内外的压强差，所以实验不能成功，可以据此解答该题．

解答 解：（1）过量的红磷能够将集气瓶中的氧气尽可能的消耗完全，使实验结果更准确；
（2）红磷燃烧产生大量的白烟，放出热量，该反应生成了五氧化二磷，该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；步骤③中打开止水夹后观察到烧杯中的水会进入集气瓶中，约占集气瓶体积的五分之一，由此得出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$，
（3）根据水进入集气瓶体积的五分之一可以判断氮气难溶于水，同时可以判断氮气的化学性质不活泼；
（4）根据红磷和氧气的反应的实验注意事项可以知道，如果装置漏气或是红磷的量不足或没有冷却至室温就打开止水夹都会使进入集气瓶的水的体积小于$\frac{1}{5}$，
（5）炭粉燃烧产生了二氧化碳，二氧化碳为气体，不能形成集气瓶内外的压强差，所以实验不能成功．
故答案为：（1）过量的红磷能够将集气瓶中的氧气尽可能的消耗完全，使实验结果更准确；
（2）红磷燃烧产生大量的白烟，放出热量；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；烧杯中的水会进入集气瓶中，约占集气瓶体积的五分之一；空气体积的$\frac{1}{5}$；
（3）难；不活泼；
（4）①装置漏气；②红磷的量不足；③没有冷却至室温就打开止水夹；
（5）不能；炭粉燃烧产生了二氧化碳，二氧化碳为气体，不能形成集气瓶内外的压强差．

点评 本考点考查了空气中氧气的含量的探究，并且注重了实验方案的评价，对实验方案进行评价是近几年中考的一个重点．评价包括对实验方案的评价、实验过程的评价、实验结论的评价等，要认真把握．