Question

测定空气中氧气含量的实验装置如下图所示，实验步骤如下：①在集气瓶内加入水量，并做好标记，将标记以上的部分按体积分为5等份；②检查装置的气密性；③在燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，立即伸入集气瓶中并塞紧橡皮塞，看到有白烟（成分为五氧化二磷固体）产生；④充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹，请你根据实验回答下列问题：

（1）步骤③中发生反应的文字表达式为                  ；

（2）步骤④中打开止水夹后观察到的现象为                  ；

（3）实验得出的关于空气组成的结论是                  ；

（4）该实验还可推论出氮气的性质有（写出两条即可）：                         、                              ；

（5）小强用上述实验装置测定的结果是：空气中氧气含量与正常值有较大的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出一种）：如红磷的量不足；              _____________________________。

（6）小丽也设计了一个实验方案，装置和操作同上，只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧，集气瓶冷却至室温，打开铁夹后，水能否进入集气瓶？为什么？

___________；_________________________________________________________。

Answer

（1）红磷+氧气五氧化二磷（2）烧杯内的水进入集气瓶中，约占总体积的1/5，

（3）空气中氧气的体积分数约为1/5，（4）氮气不支持燃烧 不溶于水

（5）装置漏气或没有待冷却就打开止水夹，（6）不能，因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大

【解析】

试题分析：（1）文字表达式也可用来表示化学反应，包括：反应物、生成物、反应条件，当反应物、生成物不止一种时，用“+”相连，反应物、生成物之间用→相连，反应条件写在箭头上面，所以文字表达式：红磷+氧气五氧化二磷

（2）由于红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，是瓶内的压强变小，与外界形成压强差，所以看到现象：烧杯内的水进入集气瓶中，约占总体积的1/5，

（3）由于烧杯内的水进入集气瓶中，约占总体积的1/5，说明红磷燃烧消耗了1/5的氧气，所以可得出结论：空气中氧气的体积分数约为1/5

（4）由于红磷消耗了氧气之后，就熄灭，说明剩下的氮气氮气不支持燃烧，烧杯内的水只进入集气瓶总体积的1/5，同时说明氮气不溶于水

（5）此实验成功关键有以下几点：红磷的量要充足，装置的气密性要好，要待装置冷却下来，再打开止水夹等，若空气中氧气含量与正常值有较大的偏差，则有可能：红磷的量不足，装置漏气或没有待冷却就打开止水夹，

（6）对于测定空气中氧气含量的实验。主要的原理是利用可燃物燃烧消耗瓶内的氧气，使气体量减少，压强变小，形成压强差，所以对可燃物的选择有以下要求：1、能在空气中燃烧，只与空气中的氧气反应，且不能生成其他的气体，所以不能用木炭代替了红磷，因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶内压强变化不大

考点：测定空气中氧气含量的实验