Question

13．用如图所示的装置探究空气中氧气的含量．实验过程如下：
（1）将两只燃烧匙内分别放入过量的木炭和红磷；
（2）分别用酒精灯点燃木炭和红磷，将燃烧匙迅速放入集气瓶内，并塞进橡胶塞；红磷和木炭燃烧；
（3）待完全冷却后打开止水夹．观察到右侧集气瓶中没有水进入，而左侧集气瓶有水进入，进水量约为原空气总体积的$\frac{1}{5}$．请回答：
①右侧集气瓶中水不能进入的原因是碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳等气体，瓶中的压强没有减小；
②上面的实验同时证明了氮气有不燃烧，不支持燃烧的化学性质；
③实验完毕，若进入左边集气瓶中水的体积小于瓶内空气总体积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的原因可能是（写一条）红磷不足；
④实验改进：如果要用木炭来测定空气中氧气的含量，应该在集气瓶内留存一定量的氢氧化钠溶液，吸收木炭燃烧消耗氧气后又生成的气体（不考虑一氧化碳的生成问题）．

Answer 1

分析 题目是在研究空气成分的测定的基础上进行实验改进的设计探究题．这就需要首先弄清楚该实验的基本原理，而后根据反应的特点结合大气压强来分析实验现象即可；根据如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败．

解答 解：
①碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳等气体，瓶中的压强没有减小，故右侧集气瓶中水不能进入；
②上面的实验同时证明了氮气不燃烧，不支持燃烧的化学性质；
③实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，导致这一结果的原因可能是：红磷不足，装置漏气，没有冷却到室温就打开止水夹．
④如果要用木炭来测定空气中氧气的含量，应该在集气瓶内留存一定量的氢氧化钠溶液，能将生成的二氧化碳吸收，也能使液体也能流入集气瓶中，用来测定
空气中O₂的含量；
答案：
①碳与氧气反应，消耗氧气，但同时又生成二氧化碳等气体，瓶中的压强没有减小；
②不燃烧，不支持燃烧；
③红磷不足；
④氢氧化钠溶液．

点评 本题主要考查红磷燃烧的方法测定空气中氧气含量实验的原理、操作、现象、结论、注意事项等问题，难度稍大．