Question

13．实验探究--测定空气中氧气的含量．装置如图所示：
（1）夹紧弹簧夹，在空气中点燃红磷，并迅速插入瓶内，塞紧橡皮塞，此时发生反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．燃烧匙中需要放入过量的红磷的原因是使装置中的氧气完全反应．
（2）这个实验除了可以得出氧气约为空气体积的$\frac{1}{5}$的结论外，还可推论出氮气难（填难或易）溶于水和其化学性质不活泼（填活泼或不活泼）的结论．
（3）若实验中测得氧气的体积分数低于$\frac{1}{5}$，则造成这种误差的可能原因有哪些（至少答出三条）？红磷不足、装置漏气、没有冷却至室温就打开弹簧夹．
（4）已知镁+氧气 $\stackrel{点燃}{→}$ 氧化镁   镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$ 氮化镁（固体），则根据上述反应，能否用镁代替红磷测定空气中氧气的含量呢？不能，理由是镁能和空气中的氮气反应．

Answer 1

分析 红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷；
氧气约占空气总体积的五分之一；
氮气不溶于水，不能燃烧，不支持燃烧；
如果红磷不足，装置漏气，没有冷却至室温就打开弹簧夹，都能够导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一．

解答 解：（1）此时发生反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
燃烧匙中需要放入过量的红磷的原因是使装置中的氧气完全反应．
故填：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；使装置中的氧气完全反应．
（2）这个实验除了可以得出氧气约为空气体积的$\frac{1}{5}$的结论外，还可推论出氮气难溶于水和其化学性质不活泼的结论．
故填：难；不活泼．
（3）如果红磷不足，装置漏气，没有冷却至室温就打开弹簧夹，都能够导致实验中测得氧气的体积分数低于$\frac{1}{5}$．
故填：红磷不足；装置漏气；没有冷却至室温就打开弹簧夹．
（4）因为镁能和空气中的氧气、氮气反应，因此不能用镁代替红磷测定空气中氧气的含量．
故填：不能；镁能和空气中的氮气反应．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．