Question

（2003?天津）某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：该同学的实验步骤如下：

①将图中的集气瓶分为5等份，并做好标记．
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）该实验中红磷须稍过量，目的是；
（2）步骤③中，打开止水夹后观察到的现象是，由此可得出空气中氧气的体积分数约为．
（3）磷在空气中燃烧生成的氧化物通常可做强干燥剂．已知在标准状况下，32g氧气的体积是22.4L．在该条件下，制备71g这种干燥剂所消耗的空气的体积约为 L．

Answer 1

【答案】分析：只要熟悉用红磷测定空气里氧气含量的实验现象与实验原理，就能够得出本题的正确答案．原理是利用红磷燃烧，消耗氧气，产生内外压强差，冷却后打开止水夹，水沿导管流入集气瓶中，占据氧气的空间，根据流入水的多少，判断氧气的含量．因此红磷的量要充足，才能把氧气耗尽．因氧气约占空气体积的，烧杯内的水沿导管流入集气瓶中，液面大约在标记1处．第（3）需要根据磷燃烧的化学方程式，计算出制备71g五氧化二磷需要多少氧气，然后根据氧气在空气中所占体积分数计算出空气的体积．
解答：解：（1）实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的．红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗．
（2）充分反应后，待集气瓶冷却至室温，集气瓶内外产生压强差，打开止水夹，烧杯内的水沿导管流入集气瓶中，液面大约在标记1处．由此可得出空气中氧气的体积分数约为．
（3）设制备71g五氧化二磷需要氧气质量为X
4P+5O₂2P₂O₅
160         284
X          71g

解得：X=40g
40g氧气的体积为：═28L
消耗空气的体积为：28L÷═140L
故答案为：（1）使集气瓶中的氧气完全消耗．
          （2）烧杯内的水沿导管流入集气瓶中，液面大约在标记1处；     1/5
          （3）140L
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．