Question

20．某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图3．该同学的实验步骤如下：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）该实验中红磷需稍过量，目的是确保将集气瓶内的氧气消耗尽．
（2）步骤②集气瓶中的现象是红磷燃烧，生成大量的白烟，其反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷，步骤③中打开止水夹后观察到的现象是烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处，由此可得出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．
（3）该实验可推论出氮气难（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质不活泼（填“活泼”或“不活泼”）的结论．
（4）请说出氮气的一条用途作保护气．

Answer 1

分析 （1）根据该实验注意事项分析；
（2）根据红磷的燃烧现象、反应结合压强知识分析．红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，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；
（3）根据集气瓶内剩余的气体主要是氮气分析氮气的性质；
（4）根据氮气的性质考虑用途．

解答 解：（1）该实验中红磷需稍过量，目的是：确保将集气瓶内的氧气消耗尽；故填：确保将集气瓶内的氧气消耗尽；
（2）点燃的红磷，在集气瓶燃烧，生成大量的白烟．红磷燃烧生成了五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；由于红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，所以，打开止水夹后观察到的现是：烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；由此现象可以得出的结论是氧气约占空气体积的五分之一；故填：红磷燃烧，生成大量的白烟；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；$\frac{1}{5}$；
（3）由于集气瓶内剩余的气体主要是氮气，由此可知氮气的性质是难溶于水，化学性质比较稳定；故填：难；不活泼；
（4）由于氮气化学性质不活泼，可以用来作保护气；可以用来制氮肥等，故填：作保护气．

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．