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．该同学的实验步骤如下：

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，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②集气瓶中的现象是_________________________，其反应的文字表达式为__________________；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)该实验可推论出氮气__(填“易”或“难”)溶于水和其化学性质_____(填“活泼”或“不活泼”)的结论．

(4)若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？为什么？_____成功，原因是______________________________．

Answer

耗尽集气瓶中的氧气 放出大量白烟，发出黄光，放出热量 略 水沿导管进入集气瓶中，液面上升到一等分刻度处 五分之一 难 不活泼 不成功 因为炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳，瓶内压强基本不变，水不到流

【解析】根据所学知识和题中信息知，(1)该实验中红磷需稍过量，目的是耗尽集气瓶中的氧气，使测量更准确。(2)步骤②集气瓶中的现象是放出大量白烟，发出黄光，放出热量，其反应的文字表达式为∶磷＋氧气五氧化二磷；步骤③中打开止水夹后观察到的现象是水沿导管进入集气瓶中，液面上升到一等分刻度处，集气瓶内氧气消耗，气压减小，外界气压大，由此可得出空气中氧气的体积分数约为五分之一。(3)该实验可推论出氮气难溶于水和其化学性质不活泼的结论，氮气没有溶于水，没有与氧气反应。(4)若将红磷换成炭粉，该实验不能获得成功，原因是炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳，瓶内压强基本不变，水不倒流。

点睛∶这是一道测定空气中氧气含量的实验题，本实验成功的关键是①装置气密性良好②红磷过量③点燃后迅速放入集气瓶中④冷却后测量﹙打开止水夹﹚。