Question

小雯同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學的實驗步驟如下．請回答實驗中有關(guān)問題：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞．
③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是

充分反應掉集氣瓶中的氧氣

．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是

產(chǎn)生大量白煙

，其反應的文字表達式為

磷+氧氣

點燃

五氧化二磷

；步驟③中打開止水夾后觀察到
是

燒杯中水沿導管被吸入集氣瓶中，且約占其容積的1/5

，由此可得出空氣中氧氣的體積分為

1

5

．
（3）該實驗可推論出氮氣

難

（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質(zhì)為

不支持燃燒也不能燃燒

．
（4）若實驗完畢，進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的1/5你認為導致這一結(jié)果的原因可能是

裝置漏氣

；

紅磷量不足（或裝置沒有冷卻到室溫）

．（寫出兩條原因）
（5）某同學對實驗進行反思后，提出了改進方法如圖所示，你認為改進后的優(yōu)點是：

保持裝置有良好的氣密性

．

Answer 1

分析：（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差；
（2）紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙，由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強減小，打開止水夾后觀察到：水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的

1

5

處；
（3）在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣，說明氮氣不溶于水，氮氣不能燃燒，也不能支持燃燒，化學性質(zhì)穩(wěn)定；
（4）進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的1/5要從裝置漏氣，沒有把氧氣消耗完考慮；
（5）根據(jù)兩個裝置的不同點進行分析．

解答：解：（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是：紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙；反應物是磷和氧氣，生成物是五氧化二磷，反應條件是加熱，所以文字表達式是：磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強減小，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是：水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的

1

5

處，可以得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為

1

5

；
（3）在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣，說明氮氣不溶于水，氮氣不能燃燒，也不能支持燃燒，化學性質(zhì)穩(wěn)定；
（4）如果裝置漏氣會導致空氣中氧氣含量偏小，紅磷量太少沒有把裝置內(nèi)的氧氣消耗完，也會導致空氣中氧氣含量偏小，沒有冷卻到室溫就打開止水夾，也會導致空氣中氧氣含量偏小；
（5）改裝后的裝置密封，誤差小，測量的更準確．
故答案為：（1）充分反應掉集氣瓶中的氧氣；
（2）產(chǎn)生大量白煙；磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；燒杯中水沿導管被吸入集氣瓶中，且約占其容積的1/5；1/5；
（3）難；不支持燃耗也不能燃燒；
（4）裝置漏氣或紅磷量不足或裝置沒有冷卻到室溫；
（5）保持裝置有良好的氣密性．

點評：本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解與評價等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．