Question

6．某同学设计了在导管口系一个有很多小孔的气球的装置，测定空气中氧气的含量，实验装置如图，该同学的实验步骤如下：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：充分消耗氧气；
（2）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是水进入集气瓶且水的体积大约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；
（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；化学性质氮气不支持燃烧也不燃烧；
（4）若实验中进入集气瓶的水不足容积的$\frac{1}{5}$，可能原因主要有：装置漏气，红磷的量不足等；
（5）小敏也设计了一个实验方案，装置与操作同上，只不过用木炭代替了红磷．当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开止水夹后，发现水未进入集气瓶．请你帮助小敏分析原因是因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大．

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）根据实验现象来分析；
（4）根据实验中的注意事项来分析；
（5）木碳燃烧生成了二氧化碳气体．

解答 答案：（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：充分消耗氧气；
（2）红磷与氧气反应，生成了白烟五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的$\frac{1}{5}$；
故填：水进入集气瓶且水的体积大约占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；
（3）由实验现象分析可知，氮气不溶于水，不燃烧也不支持燃烧；故填：氮气不溶于水；氮气不支持燃烧也不燃烧；
（4）装置漏气、红磷的量不足以及没有冷却至室温就打开止水夹均会导致进入集气瓶中的水的体积少于五分之一；故填：装置漏气，红磷的量不足等；
（5）测定空气中氧气的体积分数利用的是压强的改变，所以若把红磷换成木炭，木炭和氧气反应又生成二氧化碳，没有改变集气瓶内的压强，达不到实验目的，
故填：因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大．

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