Question

13．某同学设计如图实验装置，测定空气中氧气含量．该同学的实验步骤如下：①将图中的集气瓶分成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）仪器a的名称为燃烧匙；
（2）该实验中红磷要过量，目的是确保将集气瓶内的氧气消耗尽；
（3）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处，集气瓶内发生反应的文字表达式为红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（4）若实验中进入集气瓶的水不足容积的五分之一，可能原因主要是AC（提示：选两个）
A．可能使用红磷的量不足，瓶内氧气没有消耗完；
B．可能是没夹紧弹簧夹，瓶内部分空气受热从导管逸出；
C．可能是装置漏气；
D．可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器解答；
（2）根据该实验注意事项分析；
（3）根据红磷的燃烧现象、反应结合压强知识分析．红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，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；
（4）根据测定空气中氧气含量的实验的原理分析．

解答 解：（1）根据实验室常用仪器可知：a是燃烧匙；
（2）该实验中红磷需稍过量，目的是：确保将集气瓶内的氧气消耗尽；
（3）点燃的红磷，在集气瓶燃烧，生成大量的白烟．红磷燃烧生成了五氧化二磷，反应的文字表达式为：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；由于红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，所以，打开止水夹后观察到的现是：烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；
（4）A、实验中所取红磷的量不足，会使装置内氧气不能被全部消耗，所以使得广口瓶内水面上升明显小于瓶内体积的$\frac{1}{5}$，故解释合理；
B、没有将弹簧夹夹紧，会导致实验中装置内的气体受热膨胀而逸出，因此测定氧气体积分数增大，故解释不合理；
C、可能是装置漏气，造成瓶内气压变化不大，所以使得广口瓶内水面上升明显小于瓶内体积的$\frac{1}{5}$，故解释合理；
D、可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部分空气受热逸出，因此测定氧气体积分数增大，故解释不合理．
故答为：
（1）燃烧匙；
（2）确保将集气瓶内的氧气消耗尽；
（3）烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处，红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷，烧
（4）AC．

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．