Question

某同學(xué)利用紅磷在空氣中燃燒可以將空氣的氧氣全部轉(zhuǎn)化為固體五氧化二磷的原理，設(shè)計(jì)了測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①檢查裝置的氣密性并確定密封性良好．
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(diǎn)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(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過量，目的是

充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣

．
（2）步驟③中打開止水夾后，可觀察到的現(xiàn)象是

進(jìn)入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

．理由是

空氣的氧氣體積約占

1

5

，進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積與減少的氧氣體積大約相同

．

Answer 1

分析：實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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．
紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差；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(qiáng)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，倒流至集氣瓶容積的

1

5

處．

解答：解：實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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）燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶中，且進(jìn)入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

；集氣瓶中的氧氣轉(zhuǎn)化為五氧化二磷后，氣體體積減少，壓強(qiáng)降低，燒杯中的水在大氣壓的作用下進(jìn)入集氣瓶中，因空氣的氧氣體積約占

1

5

，進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積與減少的氧氣體積大約相同，所以進(jìn)入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

．
故答案為：（1）充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣；進(jìn)入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

；空氣的氧氣體積約占

1

5

，進(jìn)入集氣瓶內(nèi)水的體積與減少的氧氣體積大約相同．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作的理解與評價等，難度中等，清楚實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與綜合運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力．