Question

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该图学的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装人足量的红磷，把导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹
请回答下列问题：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是______．
（2）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是______由此可得出空气中氧气的体积分数约为______．
（3）如果实验后发现测定的氧气含量低于理论值，实验中可能存在的原因是______．（写一点即可）
（4）若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功？______（填能或否）理由是______．

Answer

本题是测定空气中氧气的含量，我们常用燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数．
【解析】
（1）红磷稍过量是为了把氧气充分反应，故答案为：让空气中的氧气全部反应
（2）打开止水夹后观察到的现象是：水进入集气瓶，约占集气瓶体积的五分之一；得出空气中氧气的体积分数约为20%．故答案为：水进入集气瓶，约占集气瓶体积的五分之一；20%
（3）原因可能有：装置气密性不好；红磷量不足，氧气没有完全消耗；实验没有等到装置冷却至室温就打开止水夹等，故答案为：装置不严密
（4）不能获得成功，因为碳与氧气反应生成二氧化碳气体，二氧化碳气体占了氧气的空间．故答案为：否；碳与氧气反应生成二氧化碳气体．