Question

18．某同学利用如图所示装置来测定空气中氧气的含量：
（1）实验操作有如下主要步骤：①将燃烧匙伸入广口瓶中，并塞上塞子；②点燃燃烧匙中的红磷；③先用弹簧夹夹紧胶皮管；④燃烧停止后，松开弹簧夹．正确的操作顺序是（填序号）③②①④；
（2）该同学在实验中测定的氧气的体积含量明显低于瓶容积的五分之一，请你分析造成这一结果可能的原因答三点（每点一分，共三分）：
①装置漏气；②红磷不足；   ③没有冷却到室温，就打开止水夹；
（3）该实验中红磷需稍过量的目的是：使空气中的氧气全部消耗完；
（4）通过该实验可得出关于空气成分的结论是：氧气占空气体积分数约为五分之一；
（5）红磷燃烧结束后，集气内剩余气体的主要成分是氮气．请结合本实验推测出氮气的性质（写一点即可）：氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应．

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；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．

解答 解：（1）在利用如图所示装置来测定空气中氧气的含量时，先用弹簧夹夹紧橡胶管，然后点燃燃烧匙中的红磷，立即将燃烧匙伸入集气瓶中，并塞紧塞子，等燃烧停止后，冷却至室温时再松开弹簧夹．所以正确的操作顺序是：③②①④；
（2）结果偏小的原因可能有以下几种：①装置气密性不好，在冷却过程中有外界的空气进入瓶中；②红磷量不足，氧气没有完全消耗；③实验没有等到装置冷却至室温就打开止水夹，由于瓶内气体温度偏高，气压偏大，会导致测量结果小等；
（3）要测定空气中氧气的含量，应将集气瓶内的氧气全部消耗掉，所以该实验中红磷需稍过量的目的是：使集气瓶内的氧气消耗完；
（4）待红磷熄灭并冷却到室温后，打开弹簧夹，看到的现象：水进入集气瓶约占集气瓶体积的五分之一，说明氧气占空气体积的五分之一；
（5）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：（1）：③②①④；
（2）装置漏气，红磷不足，没有冷却至室温就打开止水夹；
（3）使集气瓶内的氧气消耗完；
（4）氧气占空气体积的五分之一；
（5）氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应．

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．