Question

1．课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：
（1）红磷在集气瓶中燃烧发生的现象是产生大量白烟，放出热量，反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）由此可得氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．
（3）若将红磷换成木炭，该实验是否获得成功？理由是否，木炭燃烧消耗的氧气体积被生成的二氧化碳填充．
（4）小兰用如图装置进行实验，结果发现测得的氧气体积分数偏大，请你帮他分析造成这种结果的可能原因是（写一点）实验前忘记夹止水夹．小兰用如图装置进行实验，结果发现测得的氧气体积分数偏小，请你帮他分析造成这种结果的可能原因是（写两点）红磷的量不足、装置漏气．

Answer 1

分析 本题是测定空气中氧气的含量，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．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．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．

解答 解：（1）红磷在集气瓶中燃烧发生的现象是产生大量白烟，放出热量；磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，由于氧气被消耗，所以集气瓶内气压减小，故打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水量约是集气瓶容积的$\frac{1}{5}$；说明氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（3）若将红磷换成碳粉，该实验不能获得成功，理由是碳粉燃烧生成的产物在常温下是气体．
（4）如果实验前忘记夹止水夹，红磷燃烧放出热量，使气体膨胀而逸出，所以会导致测量结果偏大．
该实验主要是利用物质燃烧消耗装置内的氧气，然后根据进入水的体积，判断氧气的体积．只有加入过量的红磷，才能将将氧气完全消耗掉．如果红磷的量不足或装置漏气等都能导致实验的结果是水倒流不足$\frac{1}{5}$．
答案：
（1）产生大量白烟，放出热量；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）体积的$\frac{1}{5}$；
（3）否；木炭燃烧消耗的氧气体积被生成的二氧化碳填充．
（4）实验前忘记夹止水夹；红磷的量不足；装置漏气

点评 本题通过考查用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项，学会实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧是解题的关键．