Question

7．如图是某同学测定空气中氧气含量的实验装置．玻璃钟罩事先放入水槽中，并将水面以上的空气分成五等分，燃烧匙中放有过量红磷，在空气中点燃后迅速插入玻璃钟罩中并塞紧，请根据实验回答问题：
（1）写出瓶中所发生反应的文字表达式氧气+磷$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷
（2）当红磷燃烧完毕，玻璃钟罩冷却到室温后，会看到玻璃钟罩内水面的变化是水上升的量约占玻璃钟罩容积的$\frac{1}{5}$，出现该现象的原因是红磷燃烧消耗了空气中的氧气，使内部压强变小（变大或变小）．
（3）红磷为何要过量？用红磷完全消耗玻璃钟罩中空气里的氧气
（4）实验结束后，瓶中剩余气体主要是氮气，通过该实验还可以得到有关氮气的哪些物理性质和化学性质（各写一条）．
（5）如果把红磷改为木炭来做这个实验，是否可以？为什么？
（6）另一个同学也用该装置来做该实验，但最终他发现钟罩中水面上升高度不够五分之一，试分析造成误差的原因有哪些？（写两条）

Answer 1

分析 （1）根据反应物氧气、磷，生成物为五氧化二磷，书写发生反应的文字表达式；
（2）根据空气中氧气的含量，推测水上升的量；
（3）该实验中红磷稍过量，目的是用红磷完全消耗广口瓶中空气里的氧气；
（4）根据红磷燃烧后，广口瓶中剩余的主要是氮气，结合氮气的性质进行分析；
（5）根据碳粉燃烧生成二氧化碳气体结合压强知识进行分析；
（6）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，否则会导致结测定的氧气体积分数低于五分之一．

解答 解：（1）红磷燃烧反应的文字表达式氧气+磷$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）红磷燃烧的现象是冒出大量的白烟，放出热量；待燃烧停止，集气瓶冷却到室温后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入广口瓶瓶内的水量约占广口瓶容积的$\frac{1}{5}$，由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；
（3）该实验中红磷稍过量，目的是用红磷完全消耗玻璃钟罩中空气里的氧气．
（4）红磷燃烧后，广口瓶中剩余的主要是氮气，氮气不支持燃烧，难溶于水；
（5）若将红磷换成炭粉，实验不能获得成功，理由是：碳粉燃烧产物是二氧化碳气体，导致瓶内气压无明显变化，水不会进入集气瓶；
（6）进行此实验时，必须保证装置的气密性良好，红磷要足量，装置冷却后再打开弹簧夹，否则会导致结测定的氧气体积分数低于五分之一．
故答案为：
（1）氧气+磷$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷
（2）水上升的量约占玻璃钟罩容积的$\frac{1}{5}$，氧气，变小．
（3）用红磷完全消耗玻璃钟罩中空气里的氧气
（4）氮气不支持燃烧，难溶于水；
（5）碳粉燃烧产物是二氧化碳气体，导致瓶内气压无明显变化，水不会进入集气瓶；
（6）装置漏气，红磷要足量，装置没有冷却后就打开弹簧夹．

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．