Question

某同學(xué)設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標(biāo)記．
②在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導(dǎo)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(yīng)后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
請回答
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是

 

．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是

 

，其反應(yīng)的符號表達(dá)式為

 

該反應(yīng)屬于

 

反應(yīng)．步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象

 

 由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為

 

．若未等集氣瓶冷卻至室溫就打開止水夾，則測得氧氣體積分?jǐn)?shù)偏

 

（3）該實驗可推論出氮氣

 

（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)

 

（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？為什么？

 

．

Answer 1

考點：空氣組成的測定,反應(yīng)類型的判定,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：空氣與水

分析：實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測定氧氣的目的．
（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差；
（2）紅磷燃燒放出大量白煙，同時釋放出大量的熱；紅磷燃燒生成五氧化二磷；
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：水沿導(dǎo)管倒流進(jìn)入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積1/5處；
（3）在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣；
（4）木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強．

解答：解：實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測定氧氣的目的．
（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，故答案為：充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣；
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是：紅磷燃燒放出大量白煙，同時釋放出大量的熱；紅磷在空氣或氧氣中燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的符號表達(dá)式為：P+O2

點燃

P₂O₅；由兩種或兩種以上物質(zhì)生成一種物質(zhì)的反應(yīng)，屬于化和反應(yīng)；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(dǎo)管倒流進(jìn)入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積1/5處，由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為1/5；若未等集氣瓶冷卻至室溫就打開止水夾，則測得氧氣體積分?jǐn)?shù)偏偏��；
（3）在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣，說明氮氣不能燃燒，也不能支持燃燒，不溶于水，化學(xué)性質(zhì)不活潑．
（4）測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)利用的是壓強的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強，達(dá)不到實驗?zāi)康模?br />故答案為：不能成功，木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強．
答案：
（1）充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣
（2）紅磷燃燒放出大量白煙，同時釋放出大量的熱     P+O2

點燃

P₂O₅  化合  水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積1/5處    21%  小
（3）難   不活潑
（4）不能成功，木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強

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