Question

【题目】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____________；

步骤③中打开止水夹后观察到的现是_________，由此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，该实验能否获得成功？为什么？ _________。

Answer 1

【答案】确保集气瓶内的氧气消耗尽 红磷燃烧产生大量白烟，发出黄色火焰，放出热量 红磷+氧气五氧化二磷 烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处 五分之一 难 不活泼 木炭燃烧生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少，压强不会改变

【解析】

（1）实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的，红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗；

（2）实验中红磷燃烧的现象是：红磷燃烧产生大量白烟，发出黄色火焰，放出热量；红磷与氧气反应，生成了五氧化二磷固体，文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷；所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的五分之一；据实验现象可得出空气中氧气的体积分数约为五分之一；

（3）剩余的气体主要是氮气，水进入瓶内占五分之一，不再继续进入说明氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应；

（4）因为炭粉燃烧生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少，压强不会改变，不能测定空气中氧气的含量，所以实验中不能用炭粉代替红磷。