Question

20．已知空气的主要成分是氮气和氧气，某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：
（1）红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷，实验现象：红磷剧烈的燃烧，产生大量白烟．
（2）该实验中红磷稍过量，目的是将空气中氧气完全反应掉．
（3）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，瓶内水量约是集气瓶体积的，由本实验还可以推知氮气的哪一性质？试写出其中一种．
（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？否，理由是炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变，水不倒流．

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）实验中，红磷燃烧的现象是：红磷剧烈的燃烧，产生大量白烟；磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
故答案为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；红磷剧烈的燃烧，产生大量白烟；
（2）该实验中红磷稍过量，目的是将空气中氧气完全反应掉；
故答案为：将空气中氧气完全反应掉；
（3）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到现象为：水进入集气瓶，进入集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一；由此可知氧气约占空气总体积的五分之一；由本实验还可推知氮气不溶于水，不能燃烧，不支持燃烧；
故填：$\frac{1}{5}$；不溶于水（或不能燃烧、不支持燃烧等）；
（4）炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变，水不倒流，故不能将红磷换成炭粉；
故填：否；炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变，水不倒流．

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，掌握用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项是解题的关键．