Question

14．用如图所示装置测定空气中氧气的体积分数（已检查气密性）．在集气瓶内加入少量的水（如图），并五等分水面以上的容积，做上记号．用弹簧夹夹紧乳胶管．点燃燃烧匙内足量的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧．
（1）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处．由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
（2）集气瓶内剩下的气体主要是氮气（填名称），该气体燃烧不支持（填“支持”或“不支持”）；
（3）某同学实验时发现：最终倒流的水低于1刻度处，则可能的原因是装置漏气（写一条）；
（4）若将红磷换成碳粉，该实验不能成功（填“能”或“不能”）．

Answer 1

分析 本题是用红磷测定空气中氧气的含量，本探究实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品红磷的量，必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④生成物的状态一般要求是固态等．红磷与空气中的氧气反应生成五氧化二磷，燃烧的现象是：产生黄白色火焰，产生大量白烟，放出热量．剩余的气体主要是氮气，可以得出氮气的一些性质：无色无味的气体，难溶于水，即不能燃烧也不能支持燃烧等．

解答 解：（1）待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处．由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；故填：$\frac{1}{5}$；
（2）红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，该气体不能支持红磷的燃烧；故答案为：氮气；不支持；
（3）如果装置漏气，红磷不足，没有冷却至室温就打开弹簧夹，都能够导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一．故填：装置漏气；
（4）若将红磷换成碳粉，该实验不能获得成功，理由是碳粉燃烧生成的产物在常温下是气体．故答案为：不能．

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，难度稍大．