Question

1．某同學用如圖所示裝置來測定空氣中氧氣的體積分數，請填寫下列空白．
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是使集氣瓶中的氧氣完全反應．
（2）此反應的文字表達式磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為$\frac{1}{5}$．
（3）該實驗可推論出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質不活潑（填“活潑”或“不活潑”）的結論．
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？不能，炭粉燃燒生成二氧化碳氣體，會導致水無法進入集氣瓶．

Answer 1

分析 （1）根據該實驗中紅磷需稍過量，目的是使集氣瓶中的氧氣完全反應，使實驗結果更準確解答；
（2）根據紅磷燃燒的現象是：燃燒產生大量白煙，放出熱量，紅磷的燃燒結合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應生成固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；
（3）根據空氣的主要成分是氮氣和氧氣，對比氧氣和環境來具體分析氮氣的性質；
（4）根據碳燃燒生成二氧化碳氣體進行分析．

解答 解：（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是使集氣瓶中的氧氣完全反應，使實驗結果更準確．
（2）紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；紅磷燃燒時的主要現象為：紅磷燃燒，產生大量白煙，放出大量的熱，待該物質熄滅并冷卻，打開彈簧夾后觀察到的現象是：燒杯中的水進入集氣瓶中，集氣瓶中的水面上升，約占總體積的五分之一；
（3）空氣的主要成分是氮氣和氧氣，所以實驗結束后，瓶內剩余$\frac{4}{5}$的氣體主要是氮氣，瓶內剩余氣體的物理性質主要：不易溶于水，化學性質是：不支持燃燒，不活潑；
（4）不能用炭粉代替紅磷，這是因為炭粉燃燒生成二氧化碳氣體，會導致水無法進入集氣瓶，從而導致無法測定空氣中氧氣的含量．
故答案為：
（1）使集氣瓶中的氧氣完全反應；
（2）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；$\frac{1}{5}$；
（3）難，不活潑；
（4）不能；炭粉燃燒生成二氧化碳氣體，會導致水無法進入集氣瓶．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，難度稍大．