Question

3．根据空气中氧气含量实验的测定步骤回答问题：
①在集气瓶中加入少量水 ②检查装置的气密性 ③在燃烧匙中装足量红磷，夹紧止水夹 ④点燃红磷，伸入集气瓶中塞紧橡皮塞 ⑤待集气瓶冷却后打开止水夹
（1）步骤④中发生反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）步骤⑤中打开止水夹后观察到的现象为水被压入集气瓶，约为集气瓶体积的五分之一；
（3）该实验得出空气组成的结论是空气中氧气的体积分数约为五分之一；
（4）该实验剩余气体的性质有氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应；
（5）实验后集气瓶中水少于$\frac{1}{5}$，误差产生的原因可能是红磷的量不足，使瓶内氧气未耗尽； 瓶塞未塞紧，使外界空气进入瓶内．

Answer 1

分析 根据红磷的燃烧结合压强知识分析，红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶；燃烧着的红磷熄灭了说明氮气不支持燃烧，集气瓶内水平面上升一定高度后，不能继续上升，此现象能说明氮气不易溶于水．根据实验容易出现的问题分析如果所侧氧气的体积分数偏小的原因即可；

解答 解：（1）红磷与氧气反应，生成了五氧化二磷，发生反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）红磷与氧气反应，生成了五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶；
（3）进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的五分之一；据实验现象可得出空气中氧气的体积分数约为五分之一；
（4）剩余的气体主要是氮气，水进入瓶内占五分之一，不再继续进入说明氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应；
（5）根据实验中容易出现导致如果所测氧气的体积分数偏小的原因可知能导致该现象的理由是：①红磷的量不足，使瓶内氧气未耗尽； ②瓶塞未塞紧，使外界空气进入瓶内； ③未冷却至室温就打开止水夹，使进入瓶内水的体积减少；④烧杯中的水不够等．都会使进入的水少于五分之一等．
故答案为：
（1）磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）水被压入集气瓶，约为集气瓶体积的五分之一；
（3）空气中氧气的体积分数约为五分之一；
（4）氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应（合理即可）；
（5）红磷的量不足，使瓶内氧气未耗尽； 瓶塞未塞紧，使外界空气进入瓶内（合理即可）；

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．