Question

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：该同学的实验步骤如下：

①将图中的集气瓶分为5等份，并做好标记．

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）该实验中红磷须稍过量，目的是　　；

（2）步骤③中，打开止水夹后观察到的现象是　　，由此可得出空气中氧气的体积分数约为　　．

（3）磷在空气中燃烧生成的氧化物通常可做强干燥剂．已知在标准状况下，32g氧气的体积是22.4L．在该条件下，制备71g这种干燥剂所消耗的空气的体积约为　　 L．

Answer 1

【考点】测定空气里氧气含量的探究．

【专题】结合课本知识的信息；压轴实验题．

【分析】只要熟悉用红磷测定空气里氧气含量的实验现象与实验原理，就能够得出本题的正确答案．原理是利用红磷燃烧，消耗氧气，产生内外压强差，冷却后打开止水夹，水沿导管流入集气瓶中，占据氧气的空间，根据流入水的多少，判断氧气的含量．因此红磷的量要充足，才能把氧气耗尽．因氧气约占空气体积的，烧杯内的水沿导管流入集气瓶中，液面大约在标记1处．第（3）需要根据磷燃烧的化学方程式，计算出制备71g五氧化二磷需要多少氧气，然后根据氧气在空气中所占体积分数计算出空气的体积．

【解答】解：（1）实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的．红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗．

（2）充分反应后，待集气瓶冷却至室温，集气瓶内外产生压强差，打开止水夹，烧杯内的水沿导管流入集气瓶中，液面大约在标记1处．由此可得出空气中氧气的体积分数约为．

（3）设制备71g五氧化二磷需要氧气质量为X

4P+5O₂2P₂O₅

160         284

X           71g

解得：X=40g

40g氧气的体积为： =28L

消耗空气的体积为：28L÷=140L

故答案为：（1）使集气瓶中的氧气完全消耗；

（2）烧杯内的水沿导管流入集气瓶中，液面大约在标记1处；1/5；

（3）140L．

【点评】熟记用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项是解答这类题目的基础．