Question

20．图中是测定空气中氧气含量的装置，根据所学知识回答下列问题．
（1）实验时，红磷足够，且待装置冷却打开止水夹，发现倒吸入集气瓶中的水小与$\frac{1}{5}$，分析可能的原因：装置漏气、红磷量不足
（2）分析集气瓶中剩余$\frac{4}{5}$的气体的物理性质是不易溶于水，化学性质是不燃烧也不支持燃烧（各写一点）．
（3）本实验在其他条件不变的情况下，为什么不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量？
木炭燃烧后会生成二氧化碳气体，装置内气体压强保持不变，水不会进入集气瓶．

Answer 1

分析 （1）根据测定空气中氧气的体积分数的实验原理、装置的特点、实验注意事项等，分析造成测得氧气的体积分数小于五分之一的因素可能有：1、装置是否漏气；2、红磷的用量是否充足；3、装置是否冷却到室温等．
（2）根据剩余的气体主要是氮气，从实验现象中可以看出，氮气不易溶于水、不燃烧也不支持燃烧解答；
（3）根据实验的原理及注意的事项分析不能用碳代替红磷原因．

解答 解：（1）根据在测定空气中氧气的体积分数时注意事项：装置的气密性要好；为了要耗尽瓶中的氧气，红磷必须是足量的；气体的体积受到温度的影响，要等到装置冷却至室温，再打开弹簧夹等；因此可知达不到瓶中空气总体积的五分之一的原因可能是：装置漏气、红磷量不足、或没有等到冷却至室温，打开弹簧夹等；
（2）空气中主要含有氮气、氧气等气体，红磷消耗的是空气中的氧气，剩余的主要是氮气；由实验现象可以推测出氮气不易溶于水、不燃烧也不支持燃烧；
（3）由于碳与氧气反应生成二氧化碳，虽然都消耗了氧气，但又生成了气体，装置内气体压强保持不变，水不会进入集气瓶．
故答案为：（1）装置漏气、红磷量不足；
（2）不易溶于水；不燃烧也不支持燃烧；
（3）木炭燃烧后会生成二氧化碳气体，装置内气体压强保持不变，水不会进入集气瓶；

点评 做实验时一定要有严谨的科学态度．在做测定空气中氧气含量的实验时，若红磷量不足，或装置漏气，或没有冷却至室温就测量就会造成测量值偏小；本题主要考查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，难度稍大及考查了物质燃烧的条件及等方面的内容．