Question

20．测定空气中氧气含量的实验装置如图所示．

（1）实验过程中，观察到的主要现象是发黄光，放出热量，产生大量白烟，打开止水夹后烧杯中的水沿导管进入集气瓶占据剩余空气体积的$\frac{1}{5}$
（2）实验结果：空气中氧气含量与正常值比较明显偏低，其操作上的原因可能是：红磷量不足（或装置气密性不好等）（要求答出一种）
（3）实验结束后，推测集气瓶中剩余气体有何性质不燃烧、不支持燃烧，不溶于水（或不和水反应）（任写两条）
（4）上述乙图是对甲图（甲中红磷用酒精灯点燃）实验改进后的装置图，你认为改进后的优点是：实验结果更准确，不污染空气．

Answer 1

分析 根据红磷燃烧的现象和测定空中氧气体积分数的原理、注意事项分析．我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论．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．不同的装置具有不同的特点．

解答 解：（1）红磷在集气瓶中燃烧时，观察到的主要现象是发黄光，放出热量，产生大量白烟，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹后观察到的主要现象是水位上升约至剩余容积的五分之一；故填：发黄光，放出热量，产生大量白烟；烧杯中的水沿导管进入集气瓶占据剩余空气体积的$\frac{1}{5}$．
（2）如果装置漏气，红磷不足，没有冷却至室温就打开止水夹，都能够导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一；故填：红磷量不足（或装置气密性不好等）．
（3）磷燃烧没有消耗氮气，说明氮气既不能燃烧也不支持燃烧，进入水氮气没有减少说明氮气难溶于水；故填：不燃烧、不支持燃烧；不溶于水（或不和水反应）．
（4）图2是用凸透镜将太阳光聚焦引燃红磷，避免因拨出橡皮塞引燃红磷造成气体逸出，造成实验误差，同时还可避免五氧化二磷逸散到空气中污染空气．
故填：实验结果更准确，不污染空气．

点评 本考点是测定氧气在空气中的体积分数，实验中要注意装置的严密性、所用药品的量、生成物的状态、误差分析、对实验现象的分析等，培养了学生的分析推理能力和严谨的实验态度．