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）该实验中红磷需稍过量，目的是

 

；
（2）步骤②集气瓶中的现象是

 

，其反应的文字表达式为

 

；此实验可得出空气中氧气的体积分数约为

 

．
（3）该实验可推论出氮气

 

（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质

 

（填“活泼”或“不活泼”）的结论．
（4）若将红磷换成炭粉，该实验

 

（填“能”或“不能”）获得成功，请说明原因：

 

．

Answer 1

考点：空气组成的测定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：空气与水

分析：（1）根据红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗，减少误差解答；
（2根据红磷剧烈燃烧、放出大量热和产生大量白烟，由于红磷消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小，打开止水夹后观察到：水沿导管倒流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的

1

5

处解答；
（3）根据在该实验中，剩余的气体主要是氮气，说明氮气不溶于水，氮气不能燃烧，也不能支持燃烧，化学性质稳定解答；
（4）根据测定空气中氧气的体积分数利用的是压强的改变，所以若把红磷换成木炭，木炭和氧气反应又生成二氧化碳，没有改变集气瓶内的压强，达不到实验目的解答．

解答：解：
（1）红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗；
（2）步骤②集气瓶中的现象是：红磷剧烈燃烧、放出大量热和产生大量白烟；反应物是磷和氧气，生成物是五氧化二磷，反应条件是加热，所以文字表达式是：磷+氧气

点燃

五氧化二磷；由于红磷消耗了空气中的氧气使集气瓶内的压强减小，打开止水夹后观察到的现象是：水沿导管倒流进入集气瓶中，倒流至集气瓶容积的

1

5

处，可以得出空气中氧气的体积分数约为

1

5

；
（3）在该实验中，剩余的气体主要是氮气，说明氮气不溶于水，氮气不能燃烧，也不能支持燃烧，化学性质稳定，不活泼；
（4）测定空气中氧气的体积分数利用的是压强的改变，所以若把红磷换成木炭，木炭和氧气反应又生成二氧化碳，没有改变集气瓶内的压强，达不到实验目的．
故答案为：
（1）充分反应掉集气瓶中的氧气；
（2）产生大量白烟；磷+氧气

点燃

五氧化二磷；

1

5

；
（3）难；不活泼；
（4）不能   木炭燃烧后生成了二氧化碳气体

点评：本题考查学生对实验原理与实验操作的理解与评价等，难度中等，清楚实验原理是解题的关键，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．