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.目的是使空气中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

10．

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，目的是使空气中的氧气全部消耗完．
（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入瓶内，约占瓶容积的$\frac{1}{5}$，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？不成功．
（5）写出红磷在氧气中燃烧的文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷
（6）若测得氧气含量偏低的可能原因是：
①红磷量不足．
②装置漏气（或未等装置冷却就读数）．

分析（1）根据测定空气中氧气含量的要求来分析；
（2）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，结合实验现象分析结论；
（3）根据空气的主要成分是氮气和氧气，对比氧气和环境来具体分析氮气的性质；
（4）根据碳燃烧生成二氧化碳气体进行分析；
（5）根据反应的原理分析；
（6）从测定空气中氧气的含量实验原理去分析．

解答解：（1）为了使集气内的氧气完全消耗完在做实验时红磷要过量，故答案为：使空气中的氧气全部消耗完；
（2）红磷消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小，在外界大气压的作用下，观察到烧杯中的水倒流入瓶内，约占瓶容积的$\frac{1}{5}$；进入集气瓶的水的体积即为被消耗的氧气体积，由此可知氧气约占空气体积分数的$\frac{1}{5}$，故答案为：烧杯中的水倒流入瓶内，约占瓶容积的$\frac{1}{5}$；$\frac{1}{5}$；
（3）空气的主要成分是氮气和氧气，所以实验结束后，瓶内剩余$\frac{4}{5}$的气体主要是氮气，瓶内剩余气体的物理性质主要：难溶于水，化学性质是：不支持燃烧，不活泼；
故答案为：难；不活波；
（4）不能用炭粉代替红磷，这是因为炭粉燃烧生成二氧化碳气体，会导致水无法进入集气瓶，从而导致无法测定空气中氧气的含量；故答案为：不成功；
（5）磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；故填：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（6）测定空气中氧气的含量实验原理：利用红磷燃烧消耗空气中的氧气，使左边集气瓶内气体体积变小，压强变小，从而在外部大气压的作用下使烧杯内的水进入集气瓶，通过测量进入集气瓶中水的量来确定空气中氧气的体积分数．如果所用红磷的量不足，造成瓶内空气中的氧气没有完全被消耗，所以会使所测得的氧气的体积分数偏小；如果装置漏气，则形成的压强差会从漏气的地方进入空气，也会导致进入集气瓶的水的量偏小，即测得氧气的体积分数偏小，未等装置冷却就读数导致进入的水也会偏少；故答案为：红磷的量不足或装置漏气等．故答案为：红磷量不足；装置漏气（或未等装置冷却就读数）．

点评本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．