Question

某同學設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，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

 

．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是

 

，其反應的符號表達式為

 

步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是

 

．
（3）該實驗可推論出氮氣的性質(zhì)：

 

．（任寫一條即可）
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？

 

．
（5）造成實驗結(jié)果有誤差的原因是什么？（寫出三條）

 

．

Answer 1

考點：空氣組成的測定,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：空氣與水

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、反應結(jié)合壓強知識分析．紅磷與氧氣反應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)在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣解答；
（4）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實驗的原理分析；
（5）保證本實驗成功的關(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)．

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；
（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，反應的文字表達式為：紅磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；由于紅磷與氧氣反應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；由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為五分之一．
（3）剩余的氣體主要是氮氣，水進入瓶內(nèi)占五分之一，不再繼續(xù)進入，說明氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應；則該實驗可推斷出氮氣 難溶于水和其化學性質(zhì) 不活潑的結(jié)論；
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流；
（5）裝置漏氣最終會使瓶內(nèi)氣體減少的少，水倒流入瓶內(nèi)的就少；紅磷量不足，沒有將氧氣完全消耗；沒有冷卻到室溫就打開止水夾，瓶內(nèi)氣壓比室溫下偏大，水倒流入瓶內(nèi)的就少
故答案為：
（1）確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（2）紅磷燃燒，生成大量的白煙，紅磷+氧氣

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；
（3）難溶于水
（4）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流；
（5）紅磷量不足、氣密性不好、未冷卻到室溫就打開止水夾

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)．