Question

16．用来测定空气成分的方法很多，图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法．实验过程是：

第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．
第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧．
第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸
入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的$\frac{1}{5}$．
请回答下列问题：
（1）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的原因可是①红磷过少，②未冷却到室温就打开止水夹．（至少二点）
（2）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示 ）你认为改进后的优点是：不用在瓶外点燃红磷，不会因插入不迅速而发生瓶内外气体交换，使测量不难准确
（3）这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$的结论外，还可推导出氮气难（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质不活拨（填“活泼”或“不活拨”）的结论．
（4）在此实验过程中能否用碳、硫代替红磷？否（填“能”或“否”）原因是木炭燃烧生成的产物是二氧化碳气体，硫燃烧生成的产物是二氧化硫气体，瓶内压强变化不大，不能测出空气中氧气的含量．

Answer 1

分析 本题中空气中氧气的含量，是用红磷测定的，保证该实验成功的关键是：①装置的气密性要好；②红磷要足量；③必须冷却到室温再读数；④做实验要迅速等．做本实验时，要注意把空气中的氧气充分消耗掉，而又不能加入新的气体．改进后的装置的优点是：不用在瓶外点燃红磷．

解答 解：（1）若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，导致这一结果的原因可能是，红磷过少、装置漏气、未冷却到室温就打开止水夹、红磷中含有燃烧时产生不溶于水气体的杂质等．
（2）由于在燃烧过程中释放出大量的热，导致气体的体积会膨胀，所以原有装置会在插入燃烧匙的过程中有气体逸出，所以改进装置就克服了这一点．改进后的装置的优点是：不用在瓶外点燃红磷，使测量不准确．故答案为：不用在瓶外点燃红磷，不会因插入不迅速而发生瓶内外气体交换，使测量不准确．
（3）这个实验除了可以得出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$的结论外，还可推导出氮气难溶于水和其化学性质不活泼的结论．
（4）木炭燃烧生成的产物是二氧化碳气体，硫燃烧生成的产物是二氧化硫气体，瓶内压强变化不大，不能测出空气中氧气的含量；
答案：
（1）红磷过少；未冷却到室温就打开止水夹；
（2）不用在瓶外点燃红磷，不会因插入不迅速而发生瓶内外气体交换，使测量不准确；
（3）难，不活泼；
（4）否，木炭燃烧生成的产物是二氧化碳气体，硫燃烧生成的产物是二氧化硫气体，瓶内压强变化不大，不能测出空气中氧气的含量．

点评 本考点考查了空气中氧气含量的探究，选择药品时要注意：空气中的氧气要充分消耗掉，而又不能加入新的气体．因此应该考虑用红磷、白磷、铜丝等，他们与氧气反应生成物是固体，几乎不占空间．本考点主要出现在填空题和实验题中．