Question

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）反应的文字表达式

 

．
（2）该实验中红磷需稍过量，目的是

 

．
（3）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是

 

，由此可得出有关空气组成的结论是

 

．
（4）由此你还可以得到氮气的一些性质：物理性质

 

；化学性质

 

．
（5）一般情况下，成年人每分钟大约需要吸入40L空气．（已知氧气的密度为1.429g/L，空气的密度为1.293g/L）
①成年人每分钟大约需要氧气

 

升；所需氧气的质量为多少克？
②空气中氧气的质量分数是多少？

Answer 1

考点：空气组成的测定,空气的成分及各成分的体积分数

专题：空气与水

分析：（1）根据红磷燃烧的反应写出反应的文字表达式；
（2）根据实验的目的分析实验中红磷需稍过量的目的；
（3）根据实验的现象分析空气中氧气的体积分数；
（4）根据实验的现象分析氮气的性质；
（5）根据空气中氧气的体积分数和气体的密度计算回答．

解答：解：（1）红磷燃烧生成了五氧化二磷，反应的方文字表达式是：磷+氧气

点燃

五氧化二磷；
（2）要测定空气中氧气的含量，应将集气瓶内空气中氧气全部反应掉．所以，该实验中红磷需稍过量，目的是：全部消耗掉集气瓶内空气中的氧气．
（3）由于红磷燃烧生成了五氧化二磷固体，瓶内的压强减小．所以，步骤③中打开止水夹后观察到的现象是：有水进入集气瓶且约占集气瓶剩余体积的

1

5

，由此可得出有关空气组成的结论是：氧气约占空气体积的

1

5

．
（4）红磷在空气里燃烧消耗了氧气，剩余的气体主要氮气．由红磷的熄灭，说明了氮气不燃烧、不支持燃烧，化学性质不活泼；由冷却，打开弹簧夹，烧杯中的水倒流进集气瓶中，液面上升到一定高度不再上升．说明了氮气的溶解性是难溶于水．
（5）①成年人每分钟大约需要氧气的体积是：40L×

1

5

=8L，氧气的质量为：8L×1.429g/L=11.43g，
②空气中氧气的质量分数为：

11.43g

40L×1.293g/L

×100%=22.1%．
故答为：（1）磷+氧气

点燃

五氧化二磷；
（2）全部消耗掉集气瓶内空气中的氧气；
（3）有水进入集气瓶且约占集气瓶剩余体积的

1

5

，氧气约占空气体积的

1

5

；
（4）不活泼；难溶于水．；
（5）①11.43g；②22.1%．

点评：本题主要考查测定空气里氧气含量的探究实验，该实验的结论和实验中注意事项是考查重点，要知道造成实验结果不准确的原因：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．