Question

16．空气、水是人类赖以生存的自然资源．测定空气中氧气体积分数的实验装置如图所示．在集气瓶内加入少量的水，并五等分水面以上的容积，做上记号．用弹簧夹夹紧乳胶管．点燃燃烧匙内足量的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧．
①写出红磷在空气中燃烧的文字表达式：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
②待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处．由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
③红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气．该气体难（填“易”或“难”）溶于水，不支持（填“支持”或“不支持”）燃烧．
④学校兴趣小组用镁条代替红磷做同样实验，燃烧、冷却后打开止水夹，却发现进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%．根据空气的组成可推测出减少的气体还有氮气．
⑤能否用蜡烛代替红磷做同样实验？不能，理由是蜡烛燃烧生成的产物是二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，不能测出空气中氧气的含量．

Answer 1

分析 ①根据化学反应的原理来分析解答；
②根据空气中氧气约占其体积的五分之一结合现象分析；
③根据空气的成分及剩余气体的性质分析；
④根据空气中各成分的体积分数来分析；
⑤根据蜡烛燃烧的产物以及测定空气中氧气含量的原理来分析．

解答 解：①磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；故填：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
②待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处，进入的水的体积即为消耗的氧气的体积．由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；故填：$\frac{1}{5}$；
③红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，由进入五分之一体积的水后就不再进入可知，氮气难溶于水，由红磷的熄灭说明了该气体不支持燃烧；故填：氮气；难；不支持；
④氧气约占空气体积的21%，用镁条代替红磷做同样实验，燃烧、冷却后打开止水夹，却发现进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%，这说明减少的气体还有氮气，故填：氮气；
⑤已知蜡烛燃烧生成二氧化碳，用蜡烛代替红磷测定空气中氧气的含量是不正确，其原因是：蜡烛燃烧生成的产物是二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，不能测出空气中氧气的含量．故填：不能，蜡烛燃烧生成的产物是二氧化碳气体，瓶内压强变化不大，不能测出空气中氧气的含量．

点评 本题主要全面地考查了测定空气中氧气体积分数的实验，只有全面地实验的原理、步骤、注意的事项才能完成有关的问题．