Question

5．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1所示．
（1）实验中红磷需稍过量，目的是：全部消耗掉集气瓶中内的氧气，写出该反应的文字表达式：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（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$\frac{1}{5}$．
（3）若将红磷换成硫磺，该实验能否获得成功？否（填“能”或“否”）．理是：硫粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化硫气体，集气瓶内压强基本不变．
（5）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示 ），你认为进后的优点是：气密性好，可减小误差，防止生成的五氧化二磷逸散到空气中污染空气．

Answer 1

分析 本题是测定空气中氧气的含量，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．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．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）该实验中红磷稍过量，目的是将全部消耗掉集气瓶中内的氧气；磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；故填：全部消耗掉集气瓶中内的氧气；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（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$\frac{1}{5}$；故填：$\frac{1}{5}$；
（3）硫粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化硫气体，集气瓶内压强基本不变．故不能将红磷换成硫粉．故填：否；硫粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化硫气体，集气瓶内压强基本不变；
（4）图2是用凸透镜将太阳光聚焦引燃红磷，避免因拨出橡皮塞引燃红磷造成气体逸出，造成实验误差，同时还可避免五氧化二磷逸散到空气中污染空气；故填：气密性好，可减小误差，防止生成的五氧化二磷逸散到空气中污染空气．

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．