Question

20．用燃烧红磷的方法测定空气中氧气的含量：
实验步骤：在集气瓶中加入少量水，并将水面上方空间分成5等份，如图装置所示．用弹簧夹夹住乳胶管．点燃红磷，伸入瓶中并塞上瓶塞．待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况．

（1）写出红磷在空气中燃烧的文字表达式磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）反应结束后集气瓶中剩余的气体主要是氮气，由此可以推测它具有的性质是不溶于水或不活泼（至少写一点）．
（3）在实验加热过程中，具支试管上的小气球作用是调节气压，防止橡胶塞弹出、注射器活塞弹出等，起到了缓冲作用，不断推拉注射器的目的是：使注射器内的氧气充分与铜粉反应
（4）查阅资料得知“铜+氧气$\stackrel{加热}{→}$ 氧化铜”．乙同学又设计了如图2两种装置测定空气中氧气含量，请结合图示回答有关问题．
①装置一和装置二中气球的位置不同，你认为装置二（填“装置一”或“装置二”）更合理．
②用合适的装置进行实验，并记录了如下实验数据

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	充分反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25mL	15mL	9mL	？

根据实验数据测得空气中氧气的体积分数为15%．
（5）以下是乙同学对自己实验结果的分析，其中解释不合理的是A（填序号）．
A．可能是使用的铜粉量过量
B．可能是没有反复推、拉注射器的活塞，装置内氧气没有充分反应
C．可能是没有冷却至室温就读数
D．可能是装置气密性不好，冷却时外界空气进入．

Answer 1

分析 （1）首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据文字表达式的书写方法、步骤进行书写即可；
（2）根据广口瓶内剩余的气体主要是氮气，通过观察和实验得知：氮气是无色无味的气体，难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧等解答；
（3）根据交替缓慢推动两个注射器能使气体与铜粉充分接触进行解答；具支试管上的小气球作用是，缓冲压力或防止活塞冲出或防止试管炸裂或防止橡皮塞冲出；
（4）从两种装置的区别来分析；注射器内气体减少的量就是氧气的量；
（5）根据测定空气中氧气的体积分数实验的原理、注意事项分析回答．

解答 解：（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．故填：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）广口瓶内剩余的气体主要是氮气，通过观察和实验得知：氮气是无色无味的气体，难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧等．故填：氮气；不溶于水或不活泼；
（3）为防止橡胶塞弹出、注射器活塞弹出等，应在具支试管上固定小气球；故答案为：调节气压，防止橡胶塞弹出、注射器活塞弹出等，起到了缓冲作用；
交替缓慢推动两个注射器能使气体与铜粉充分接触反应，以便耗尽装置内的氧气，使实验更准确；故答案为：使注射器内的氧气充分与铜粉反应；
（4）装置二与装置一装置比较，装置二中的气球在玻璃管的后部，更易让空气流通，氧气与铜能充分反应；实验过程中，注射器应不停推拉活塞；注射器内气体减少的量就是氧气的体积，则实验测得空气中氧气的体积分数为$\frac{15mL-9mL}{25mL+15mL}×100%$=15%；
故答案为：①二；②15%；
（5）在测定空气中氧气的体积分数时，实验后发现测定氧气的体积分数低于五分之一，可能的原因有：①铜粉的量可能不足，没有将氧气消耗尽；②装置可能漏气，；③实验中可能未冷却至室温就读数等．故填：A．

点评 本考点考查了空气中氧气的含量的探究，熟练掌握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等是解题的关键．