Question

20．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3．該同學(xué)的實驗步驟如下：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(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．
請回答下列問題：
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是紅磷燃燒，生成大量的白煙，其反應(yīng)的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處，由此可得出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．
（3）該實驗可推論出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
（4）請說出氮氣的一條用途作保護氣．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實驗注意事項分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒現(xiàn)象、反應(yīng)結(jié)合壓強知識分析．紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；
（3）根據(jù)集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣分析氮氣的性質(zhì)；
（4）根據(jù)氮氣的性質(zhì)考慮用途．

解答 解：（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是：確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；故填：確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（2）點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙．紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；由于紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，所以，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；由此現(xiàn)象可以得出的結(jié)論是氧氣約占空氣體積的五分之一；故填：紅磷燃燒，生成大量的白煙；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；$\frac{1}{5}$；
（3）由于集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣，由此可知氮氣的性質(zhì)是難溶于水，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定；故填：難；不活潑；
（4）由于氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑，可以用來作保護氣；可以用來制氮肥等，故填：作保護氣．

點評 熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論和注意事項是解答這類題目的基礎(chǔ)．