Question

7．设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该图学的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．           
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装人足量的红磷，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）该实验中红磷需稍过量，目的是使集气瓶中的氧气完全消耗．
（2）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是水沿导管倒流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的$\frac{1}{5}$处该反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．

Answer 1

分析 根据红磷燃烧的现象和测定空中氧气体积分数的原理、注意事项分析．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．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进行分析．

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；故答案为：使集气瓶中的氧气完全消耗；
（2）由于红磷消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小，打开止水夹后观察到的现象是：水沿导管倒流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的$\frac{1}{5}$，进入水的体积就是空气中氧气的体积，由此可以得出的结论是：氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；红磷燃烧生成五氧化二磷，该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
答案：
（1）使集气瓶中的氧气完全消耗；
（2）水沿导管倒流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的$\frac{1}{5}$处；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．

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．