Question

13．某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下：①将图中的集气瓶分为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）该实验中红磷需稍过量，目的是与空气中的氧气充分反应．
（2）步骤②集气瓶中的现象是发黄光、放出热量、冒出大量的白烟，其反应的化学反应方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅，该反应属于化合反应．步骤③中打开止水夹后观察到的现象水沿导管被吸入集气瓶中 由此可得出空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$．
（3）该实验可推论出氮气难（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质不活泼（填“活泼”或“不活泼”）的结论．
（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？为什么？不能；木炭燃烧会生成二氧化碳气体，二氧化碳占据了消耗掉的氧气空间，所以实验不会成功．

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．据此分析．

解答 解：（1）该实验中，磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，红磷需稍过量的目的是：与空气中的氧气充分反应；故答案为：与空气中的氧气充分反应；
（2）磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，反应的方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；该反应是两种物质生成一种物质的化合反应；红磷燃烧的现象是：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟；红磷与氧气反应，生成了白烟五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的1/5；
故答案为：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；化合；水沿导管被吸入集气瓶中；$\frac{1}{5}$；
（3）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；
故答案为：难；不活泼；
（4）木炭燃烧生成二氧化碳气体，占据了消耗掉的氧气的空间，因此不可以采用碳代替红磷．
故答案：不能；木炭燃烧会生成二氧化碳气体，二氧化碳占据了消耗掉的氧气空间，所以不会成功；

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．