Question

20．“空气中氧气含量的测定”有多种方法．甲生设计了如图所示的实验方案：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，打开弹簧夹，水注入集气瓶．回答下列问题：
（1）反应结束后，打开弹簧夹，水自动注入集气瓶的直接原因是集气瓶内氧气被消耗完，气压减小．
（2）此实验中打开弹簧夹前的实验现象有红磷燃烧，产生大量白烟．打开弹簧夹后的实验现象有烧杯中的水进入集气瓶内且约占集气瓶剩余体积的五分之一．
（3）若某同学测定的空气中氧气的含量明显大于$\frac{1}{5}$，则造成此错误结论的原因有①入燃烧匙太慢，导致集气瓶内空气受热膨胀逸出；②弹簧夹未夹紧，导致集气瓶内空气受热膨胀逸出．

Answer 1

分析 （1）根据瓶内压强的变化解答；
（2）根据红磷燃烧的反应分析回答；红磷燃烧消耗了氧气，进入水的体积就是氧气的体积解答；
（3）实验测定空气中氧气的含量，可利用化学反应将一定量的空气中的氧气除去，然后借助于能观察到的现象--水的进入--加以说明，而水的进入的动力是消耗氧气后造成的瓶内外气压差．

解答 解：
（1）由于红磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小．所以，反应结束后，打开弹簧夹，水自动注入集气瓶；
（2）红磷燃烧的现象是：红磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放热；打开弹簧夹后的实验现象有打开弹簧夹后，有水进入集气瓶且约占集气瓶剩余体积的五分之一；
（3）红磷燃烧是个放热反应，气体受热膨胀，实验前没有将弹簧夹夹紧，燃烧过程中空气逸出，导致到冷却后进入水的量偏大；燃烧匙伸入过慢会使瓶内部分空气受热逸出．
答案：
（1）集气瓶内氧气被消耗完，气压减小
（2）红磷燃烧，产生大量白烟；烧杯中的水进入集气瓶内且约占集气瓶剩余体积的五分之一；
（3）①插入燃烧匙太慢，导致集气瓶内空气受热膨胀逸出
②弹簧夹未夹紧，导致集气瓶内空气受热膨胀逸出．

点评 本题主要考查实验测定空气中氧气含量的原理及实验的现象，解此类问题时关键是分析清楚实验原理．