Question

7．我市某中学化学兴趣小组设计了在导管口系一个有很多小孔的气球的装置，测定空气中氧气含量．实验装置如图．
实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分成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）该实验中红磷稍过量，目的是把空气中的氧气全部消耗掉；
（2）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是水会流入集气瓶中，大约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；由此可以得出的有关空气组成的结论是氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
（3）由此你还可以得到氮气的一些性质：物理性质氮气不溶于水；化学性质氮气不能燃烧（或氮气不支持燃烧，氮气化学性质不活泼等）．
（4）若实验中进入集气瓶的水不足容积的五分之一，可能原因主要有：装置漏气（或红磷的量不足，装置未冷却就打开了弹簧夹等）（任写一条即可）．

Answer 1

分析 （1）根据该实验注意事项分析，该实验中红磷稍过量，目的是将空气中氧气完全反应掉；
（2）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；
（3）根据实验的现象分析氮气的性质；
（4）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．

解答 解：（1）该实验中红磷稍过量，目的是将空气中氧气完全反应掉；故填：把空气中的氧气全部消耗掉；
（2）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；所以打开止水夹后观察到的现象是：水进入集气瓶，约占集气瓶体积的五分之一；得出空气中氧气的体积分数约为20%．故填：水会流入集气瓶中，大约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；
（3）因为空气中主要成分是氮气和氧气，磷燃烧消耗了氧气，剩余的主要是氮气，说明不燃烧也不支持燃烧，不与磷反应（化学性质）；由于集气瓶中进入了部分水所以说明了氮气难溶于水（物理性质）．
故填：氮气不溶于水；氮气不能燃烧（或氮气不支持燃烧，氮气化学性质不活泼等）；
（4）进行此实验时，必须保证装置的气密性良好，红磷足量，瓶子冷却后再打开弹簧夹，否则会导致结果不准确，所以本题答案为：红磷的量不够；装置可能漏气；未冷却到室温就打开弹簧夹．
故填：装置漏气（或红磷的量不足，装置未冷却就打开了弹簧夹等）．

点评 本题主要考查测定空气里氧气含量的探究实验，该实验的结论和实验中注意事项是考查重点，要知道造成实验结果不准确的原因：红磷量不足，或装置漏气，或没有冷却至室温就测量就会造成测量值偏小．