Question

在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，小明设计了如图所示实验装置，集气瓶下端为开口（即没有瓶底），上端瓶口有一带有燃烧匙的橡皮塞，瓶上带有刻度线，把集气瓶离水面的位置与橡皮塞之间的容积分成五等份．实验时把点燃的红磷立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞．回答下列问题：
（1）如果不出现意外，实验中应观察到的主要的现象是

 

、

 

；
化学反应的文字表达式是

 

；
（2）关于空气中氧气含量的结论是

 

，除此外还可以得到的结论是

 

；
（3）小红所测氧气含量与小明的有较明显的偏差，导致偏差的原因可能有（要求答出一种即可）

 

．
（4）乙同学：用碳替代红磷，完成上述实验，发现集气瓶内并没有吸入水，其原因

 

．

Answer 1

考点：空气组成的测定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：空气与水

分析：空气中氧气含量的测定实验的原理是通过可燃物燃烧消耗氧气，从而通过空气体积变化来得到氧气的含量，所以要让氧气尽可能被完全消耗是实验成败的关键，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，来正确解答本题．

解答：解：（1）红磷燃烧产生大量白烟，放出热量，消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小，水面上升至原容积的1/5；反应的文字表达式为：磷+氧气

点燃

五氧化二磷；
（2）由实验现象可以得出：空气中氧气的体积约占五分之一的结论；因为瓶内剩余气体主要是氮气，所以得出氮气难溶于水的物理性质，同时，它不燃烧也不支持燃烧，化学性质不活泼；
（3）若红磷的量不足，导致不能将装置内的氧气完全反应掉，因此测得氧气的体积分数小于五分之一；若装置漏气，导致空气进入集气瓶内，因此测得的氧气的体积分数小于五分之一；若未等到装置冷却到室温，就打开止水夹，会使集气瓶内的气体处于膨胀状态，因此测得的氧气体积分数会小于五分之一；
（4）用碳代替红磷测定空气中氧气的含量，实验失败的原因是碳燃烧虽消耗了氧气，但产生了新的二氧化碳气体，致使集气瓶内气体压强没有明显变化．
故答案为：（1）发黄光，产生大量白烟，放出热量；冷却后，水面上升至原容积的1/5；磷+氧气

点燃

五氧化二磷；（2）空气中氧气的体积约占五分之一；氮气难溶于水（其他合理答案也可）；（3）红磷量不足（其他合理答案也可）；（4）木炭燃烧生成二氧化碳气体，不能使钟罩内气压明显减少．

点评：在做测定空气中氧气的体积分数实验时选择的药品只能跟空气中的氧气反应不能跟其它物质发生反应，同时还不能产生气体．