Question

7．已知空气的主要成分是氮气和氧气．某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：
（1）红磷在广口瓶中发生反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）你主要观察到的主要现象是红磷燃烧产生白色的浓烟、冷却后打开止水夹进入瓶中水的体积约占$\frac{1}{5}$．
（3）由本实验还可推知氮气的哪些性质？
试写出其中的二种：难溶于水；不支持燃烧．
（4）如果实验后发现测定的氧气飞含量低于正常值，时说明出现这种情况的二种原因：①装置漏气②收集的氧气不纯
（5）若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功？否（填“能”或“否”），理由是：木炭燃烧消耗的氧气体积被生成的二氧化碳填充．

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．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．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）磷和氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．该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）上述实验的现象是：冒出大量的白烟．由于反应消耗了集气瓶中的氧气，使瓶内气压减小，从而使集气瓶内外产生了压强差，所以冷却后，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶约五分之一体积；故填：红磷燃烧产生白色的浓烟；冷却后打开止水夹进入瓶中水的体积约占$\frac{1}{5}$．
（3）由实验还可知氮气的性质有：氮气难溶于水，氮气不能支持燃烧，氮气不能燃烧等．故填：难溶于水、不支持燃烧．
（4）该实验主要是利用物质燃烧消耗装置内的氧气，然后根据进入水的体积，判断氧气的体积．只有加入过量的红磷，才能将将氧气完全消耗掉．如果红磷的量不足或装置漏气等都能导致实验的结果是水倒流不足$\frac{1}{5}$，故填：装置漏气、收集的氧气不纯．
（5）若将红磷换成碳粉，该实验不能获得成功，理由是碳粉燃烧生成的产物在常温下是气体．
故填：否；木炭燃烧消耗的氧气体积被生成的二氧化碳填充．

点评 本题通过考查用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项，学会实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧是解题的关键．