Question

11．測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①在集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水，并做好標(biāo)記，將標(biāo)記以上的部分按體積分為5等份；②檢查裝置的氣密性；③在燃燒匙內(nèi)裝入足量紅磷，將導(dǎo)管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點(diǎn)燃紅磷，立即伸入集氣瓶中并塞緊橡皮塞；④充分反應(yīng)后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答下列問題：
（1）步驟③中為什么紅磷必須是足量的為了把氧氣全部消耗
（2）步驟④中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象為：水被壓入集氣瓶
（3）實(shí)驗(yàn)得出的關(guān)于空氣組成的結(jié)論是空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一：
（4）該實(shí)驗(yàn)還可推論出氮?dú)獾男再|(zhì)有（寫出兩條即可）：氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)、也不能溶于水或與水反應(yīng)
（5）實(shí)驗(yàn)操作注意的問題（寫出一條即可）裝置氣密性要好；紅磷要足量；要冷卻到室溫再打開彈簧夾等．
（6）盛放在燃燒匙內(nèi)的物質(zhì)是紅磷，用木炭或硫行不行？簡(jiǎn)述原因．?碳粉和硫粉燃燒產(chǎn)物是二氧化碳、二氧化硫氣體，導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣體不能明顯減少，不能形成壓強(qiáng)差
（7）實(shí)驗(yàn)完畢后，發(fā)現(xiàn)測(cè)定的氧氣，體積分?jǐn)?shù)低于21%．請(qǐng)你分析原因可能有哪些？紅磷的量不足，使瓶?jī)?nèi)氧氣未耗盡； ②瓶塞未塞緊，使外界空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)（合理即可）．

Answer 1

分析 根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強(qiáng)知識(shí)分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶?jī)?nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會(huì)壓著水進(jìn)入集氣瓶；燃燒著的紅磷熄滅了說明氮?dú)獠恢С秩紵�，集氣瓶�(jī)?nèi)水平面上升一定高度后，不能繼續(xù)上升，此現(xiàn)象能說明氮?dú)獠灰兹苡谒�．根�?jù)實(shí)驗(yàn)容易出現(xiàn)的問題分析如果所側(cè)氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小的原因即可；

解答 解：（1）紅磷必須是足量的原因是：為了把氧氣全部消耗；
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了五氧化二磷固體，所以會(huì)導(dǎo)致集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，水被壓入集氣瓶；
（3）進(jìn)入的水量正好占據(jù)集氣瓶?jī)?nèi)氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；
（4）剩余的氣體主要是氮?dú)�，水進(jìn)入瓶?jī)?nèi)占五分之一，不再繼續(xù)進(jìn)入說明氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)；
（5）實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意的問題有：裝置氣密性要好；紅磷要足量；要冷卻到室溫再打開彈簧夾等；
（6）盛放在燃燒匙內(nèi)的物質(zhì)是紅磷；不選用木炭或硫作為藥品的原因是：碳粉和硫粉燃燒產(chǎn)物是二氧化碳、二氧化硫氣體，導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣體不能明顯減少，不能形成壓強(qiáng)差．
（7）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中容易出現(xiàn)導(dǎo)致如果所測(cè)氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小的原因可知能導(dǎo)致該現(xiàn)象的理由是：①紅磷的量不足，使瓶?jī)?nèi)氧氣未耗盡； ②瓶塞未塞緊，使外界空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)； ③未冷卻至室溫就打開止水夾，使進(jìn)入瓶?jī)?nèi)水的體積減少；④燒杯中的水不夠等．都會(huì)使進(jìn)入的水少于五分之一等．
故答案為：
（1）為了把氧氣全部消耗；
（2）水被壓入集氣瓶；
（3）空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；
（4）氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)（合理即可）；
（5）裝置氣密性要好；紅磷要足量；要冷卻到室溫再打開彈簧夾等；
（6）不行；碳粉和硫粉燃燒產(chǎn)物是二氧化碳、二氧化硫氣體，導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣體不能明顯減少，不能形成壓強(qiáng)差．
（7）①紅磷的量不足，使瓶?jī)?nèi)氧氣未耗盡； ②瓶塞未塞緊，使外界空氣進(jìn)入瓶?jī)?nèi)（合理即可）；

點(diǎn)評(píng) 熟記用紅磷測(cè)定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和注意事項(xiàng)是解答這類題目的基礎(chǔ)．