Question

某同学利用红磷在空气中燃烧可以将空气的氧气全部转化为固体五氧化二磷的原理，设计了测定空气中氧气含量的实验，其实验装置如图所示．该同学的实验步骤如下：
①检查装置的气密性并确定密封性良好．
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）该实验中红磷需稍过量，目的是

充分反应掉集气瓶中的氧气

．
（2）步骤③中打开止水夹后，可观察到的现象是

进入的水的体积约占集气瓶容积的

1

5

．理由是

空气的氧气体积约占

1

5

，进入集气瓶内水的体积与减少的氧气体积大约相同

．

Answer 1

分析：实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的．
红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗，减少误差；红磷燃烧生成五氧化二磷；
由于红磷消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小，打开止水夹后观察到：水沿导管倒流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的

1

5

处．

解答：解：实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的．
（1）红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗；故答案为：充分反应掉集气瓶中的氧气；
（2）烧杯中的水进入集气瓶中，且进入的水的体积约占集气瓶容积的

1

5

；集气瓶中的氧气转化为五氧化二磷后，气体体积减少，压强降低，烧杯中的水在大气压的作用下进入集气瓶中，因空气的氧气体积约占

1

5

，进入集气瓶内水的体积与减少的氧气体积大约相同，所以进入的水的体积约占集气瓶容积的

1

5

．
故答案为：（1）充分反应掉集气瓶中的氧气；进入的水的体积约占集气瓶容积的

1

5

；空气的氧气体积约占

1

5

，进入集气瓶内水的体积与减少的氧气体积大约相同．

点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解与评价等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．