Question

2．在“空气中氧气含量的测定”实验探究中，甲生设计了如下实验方案：
在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶．（实验装置如图1所示）回答下列问题：
（1）实验过程中，观察到的主要现象是产生大量的白烟，放出大量的热．反应的文字表达式是磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷
（2）乙生用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出两种）：红磷量不足，装置漏气装置，未冷却就读数，
（3）丙生也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷．当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？不能为什么？木炭燃烧消耗了氧气又生成了二氧化碳，使瓶内外不存在压强
（4）若用铁丝代替红磷，实验能成功吗？不能为什么？因为铁在空气中不能燃烧
（5）上述实验同时也得出了氮气的性质不溶于水、不能燃烧也不能支持燃烧（写一条物理性质一条化学性质）
（6）[分组实验]在讨论的基础上，同学们分组进行了实验．
[数据分析]实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）

组别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积（mL）	20	21	19	20	22	18

通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 （1）红磷在空气中燃烧时产生大量白烟，放出大量的热；
当集气瓶中的氧气被消耗，冷却至室温时，水能够进入集气瓶，进入集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一；
（2）如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败；
（3）木炭燃烧生成二氧化碳气体，生成的二氧化碳气体占据了氧气的空间，会导致水不能进入集气瓶；
（4）根据铁丝在空气中不能燃烧解答；
（5）根据实验现象可以判断氮气的性质；
（6）根据实验数据可以判断空气中氧气的含量．

解答 解：（1）实验过程中，观察到的主要现象是产生大量白烟、水进入集气瓶；反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）如果红磷量不足，装置漏气装置，未冷却就读数，会导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一，从而导致测定结果偏低；
如果燃烧匙伸入集气瓶中时太慢，会导致集气瓶中的部分空气受热膨胀逸出，从而导致进入集气瓶中的水多于集气瓶容积的五分之一，从而导致测定结果偏大．
（3）用木炭代替红磷时，木炭燃烧生成的二氧化碳气体占据了氧气的空间，导致水不能进入集气瓶，从而导致实验失败．
故填：不能，因为木炭燃烧生成二氧化碳气体．
（4）若用铁丝代替红磷，实验能成功不能成功，因为铁在空气中不能燃烧；
（5）由本实验还可推知氮气不溶于水，不能燃烧，不支持燃烧．
（6）通过对实验结果的交流可知，进入集气瓶中的水约是20mL，因此大多数同学都得出氧气约占空气总体积的五分之一．
答案：
（1）产生大量的白烟，放出大量的热；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）红磷量不足，装置漏气装置，未冷却就读数；
（3）不能；木炭燃烧消耗了氧气又生成了二氧化碳，使瓶内外不存在压强；
（4）不能，因为铁在空气中不能燃烧
（5）不溶于水，不能燃烧也不能支持燃烧；
（6）$\frac{1}{5}$．

点评 可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，不能和空气中的其它物质发生化学反应．