Question

11．某同学用如图装置测定空气中氧气的体积分数．请你填写有关空格，并与同学交流．
（1）红磷燃烧时的主要现象为红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，待该物质熄灭并冷却，打开弹簧夹后观察到的现象是烧杯中的水进入集气瓶中，集气瓶中的水面上升，约占总体积的五分之一．
（2）实验结束后，瓶内剩余$\frac{4}{5}$的气体主要是氮气，请根据现象分析瓶内剩余气体的物理性质主要有不易溶于水；化学性质是不支持燃烧．
（3）实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于$\frac{1}{5}$，这可能是由什么原因引起的？装置漏气，红磷的量不足．

Answer 1

分析 （1）根据红磷燃烧的现象是：燃烧产生大量白烟，放出热量，红磷的燃烧结合压强知识分析，红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶；
（2）根据空气的主要成分是氮气和氧气，对比氧气和环境来具体分析氮气的性质；
（3）根据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等进行分析．

解答 解：（1）红磷燃烧时的主要现象为：红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，待该物质熄灭并冷却，打开弹簧夹后观察到的现象是：烧杯中的水进入集气瓶中，集气瓶中的水面上升，约占总体积的五分之一；
（2）空气的主要成分是氮气和氧气，所以实验结束后，瓶内剩余$\frac{4}{5}$的气体主要是氮气，瓶内剩余气体的物理性质主要：不易溶于水，化学性质是：不支持燃烧；
（3）如果实验中因红磷量不足，而氧气没有完全消耗或因装置漏气而在冷却，过程中进入少量空气或未冷却至室温而打开弹簧夹或烧杯中的水太少等，都可能出现进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一的结果．
故答案为：（1）红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，烧杯中的水进入集气瓶中，集气瓶中的水面上升，约占总体积的五分之一；
（2）氮气，不易溶于水，不支持燃烧；
（3）装置漏气，红磷的量不足．

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．