Question

9．在“空气中氧气含量测定”的实验探究中．甲同学设计了如下实验方案：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．打开铁夹，水注入集气瓶．回答下列问题．
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是消耗完集气瓶中的氧气．
（2）待燃烧停止、冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶内水面最终接近刻度$\frac{1}{5}$处．由此可知氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
（3）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？不能（填“能”或“不能”）．理由是反应生成了二氧化碳气体．
（4）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，你认为导致这一结果的可能原因（写2条）      
①装置漏气 ②红磷不足或没有冷却到室温就打开止水夹
（5）由本实验还可以推测氮气的性质有（任写一种）：氮气不燃烧，也不支持燃烧．

Answer 1

分析 （1）红磷过量，能将瓶内的氧气全部消耗掉．
（2）根据红磷与氧气反应生成固体五氧化二磷，瓶内氧气消耗，压强降低，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶进行解答；
（3）根据测定的原理来分析；
（4）利用红磷燃烧测定空气中氧气的含量时，如果操作不当，会导致测定的结果不准确；
（5）实验中当装置内进入水以后，氮气依然能够存在这就说明氮气是不溶于水的也不和水反应，另外在红磷和氧气反应的过程中，氮气没有被消耗，所以氮气不和氧气、红磷反应．

解答 解：（1）该实验中红磷需稍过量，目的是：将集气瓶内的氧气全部消耗掉；故填：消耗完集气瓶中的氧气；
（2）红磷与氧气反应生成固体五氧化二磷，瓶内氧气消耗，压强降低，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶，所以待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处．由此可知氧气约占空气总体积的五分之一；故填：$\frac{1}{5}$；
（3）若将红磷换成炭粉，该实验不能获得成功，理由是燃烧生成气体，瓶内压强不变．故填：不能，反应生成了二氧化碳气体；
（4）如果装置漏气，红磷不足，没有冷却到室温就打开止水夹，都能够导致进入集气瓶中水的体积不到总容积的五分之一．
故填：装置漏气；红磷不足或没有冷却到室温就打开止水夹；
（5）实验中当装置内进入水以后，氮气依然能够存在这就说明氮气是不溶于水的也不和水反应，另外在红磷和氧气反应的过程中，氮气没有被消耗，所以氮气不和氧气、红磷反应，可以概括为性质稳定，当然也可以分开叙述，就是不和氧气反应，不支持燃烧等．故填：氮气不燃烧，也不支持燃烧．

点评 本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．