Question

18．已知空氣的主要成分是氮?dú)夂脱鯕猓�某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷稍過量，目的是完全反應(yīng)掉瓶?jī)?nèi)的氧氣．
（2）觀察到紅磷燃燒的現(xiàn)象生成了大量的白煙、放出大量的熱，待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶?jī)?nèi)水量約占$\frac{1}{5}$，由本實(shí)驗(yàn)還可以推知氮?dú)庑再|(zhì)有難溶于水、不燃燒、不支持燃燒．
（3）寫出反應(yīng)的表達(dá)式：紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷
（4）若液面低于$\frac{1}{5}$則原因可能是
①紅磷的量不足②裝置漏氣③未等到裝置冷卻到室溫就打開了止水夾
（5）如果用木炭代替紅磷做該實(shí)驗(yàn)，是否可行？不行，如果不行，怎樣改進(jìn)？集氣瓶底加入少量的氫氧化鈉溶液．

Answer 1

分析 本題是測(cè)定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因?yàn)榱兹紵�生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，從而得到正確的結(jié)論．因此在選擇可燃物時(shí)，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)．保證本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．最后根據(jù)氮?dú)獾男再|(zhì)進(jìn)行解答．

解答 解：（1）測(cè)定空氣中氧氣含量，要將裝置內(nèi)的氧氣完全消耗掉，該實(shí)驗(yàn)中紅磷稍過量，目的是：完全反應(yīng)掉瓶?jī)?nèi)的氧氣．
（2）觀察到紅磷燃燒的現(xiàn)象生成了大量的白煙、放出大量的熱，待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶?jī)?nèi)水量約占$\frac{1}{5}$，由本實(shí)驗(yàn)過量的紅磷消耗掉氧氣后不再燃燒，說明氮?dú)獠荒苋紵�、不能支持燃燒；冷卻至室溫后，打開彈簧夾，加入集氣瓶的水約占其容積的$\frac{1}{5}$，水不再繼續(xù)進(jìn)入，可說明氮?dú)獠灰兹苡谒��?br />（3）紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應(yīng)的表達(dá)式是：紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（4）若液面低于$\frac{1}{5}$則原因可能是：①紅磷的量不足，②裝置漏氣，③未等到裝置冷卻到室溫就打開了止水夾
（5）由于木炭燃燒生成了二氧化碳?xì)怏w，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)不變，如果用木炭代替紅磷做該實(shí)驗(yàn)是不可行的．由于二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，如果用木炭代替紅磷做該實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)的措施是：集氣瓶底加入少量的氫氧化鈉溶液．
故答案為：（1）完全反應(yīng)掉瓶?jī)?nèi)的氧氣．（2）生成了大量的白煙、放出大量的熱；$\frac{1}{5}$；難溶于水，不能燃燒、不能支持燃燒．（3）紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；（4）①紅磷的量不足，②裝置漏氣，③未等到裝置冷卻到室溫就打開了止水夾．（5）不可行，集氣瓶底加入少量的氫氧化鈉溶液．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握用燃燒法測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)等是正確解答本題的關(guān)鍵．