Question

13．某同学设计了（如图）的装置，测定空气中氧气含量．实验装置如图．该同学设计的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分成5等份，并作好标记；
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）该实验中红磷过量，目的是确保集气瓶内的氧气消耗尽；
（2）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；由此可以得出的有关空气组成的结论是空气中氧气的体积分数约为五分之一；
发生反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（3）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$\frac{1}{5}$．
（4）红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，该气体不支持（填“支持”或“不支持”）燃烧．
（5）实验完毕如果发现测定的氧气的体积分数小于$\frac{1}{5}$，可能的原因有①红磷的用量不足；②装置的密封性不好．

Answer 1

分析 （1）根据红磷的作用进行分析；
（2）根据空气中的氧气约占空气体积的五分之一分析；
（3）根据空气中的氧气约占空气体积的五分之一分析；
（4）根据氮气不燃烧不支持燃烧，其化学性质不活泼解答；
（5）若实验中测得氧气的体积分数低于五分之一，则造成此误差的原因可能有红磷量太少，没有把装置内的氧气完全消耗；塞子未紧，装置漏气；未冷却到室温便测量．

解答 解：（1）红磷是消耗氧气的，为了充分的消耗完氧气，红磷必须过量；
（2）空气中的氧气约占空气体积的五分之一，水倒流入集气瓶中的体积只有五分之一，由此可以得出的有关空气组成的结论是空气中氧气的体积分数约为五分之一；红磷燃烧的反应文字表达式是：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（3）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$\frac{1}{5}$；
（4）红磷燃烧一会熄灭了，说明氮气不燃烧不支持燃烧，其化学性质不活泼；
（5）可能的原因有：①装置的气密性不好；②红磷的量不足，集气瓶中的氧气没有完全反应；③未待整个装置冷却至室温就打开止水夹．造成水进入集气瓶不到集气瓶体积的五分之一．
故答案为：（1）确保集气瓶内的氧气消耗尽；
（2）烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；空气中氧气的体积分数约为五分之一；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（3）$\frac{1}{5}$；
（4）氮气；不支持；
（5）红磷的用量不足；装置的密封性不好（其他合理答案均可）

点评 本考点考查了空气中氧气的含量的探究，并且注重了实验方案的评价，对实验方案进行评价是近几年中考的一个重点．评价包括对实验方案的评价、实验过程的评价、实验结论的评价等，要认真把握．