Question

測定空氣中氧氣含量的實驗如圖所示．
實驗步驟如下：
①在集氣瓶內加入少量水，并做好標記，將標記以上的部分按體積分成5等份；
②檢查裝置的氣密性；
③在燃燒匙內裝入足量紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，立即伸入集氣瓶中塞緊橡皮塞；
④充分反應后，待集氣瓶冷卻到室溫，打開止水夾．
請你根據實驗完成下列問題：
（1）步驟③中發生反應的符號表達式：

 

；觀察到的現象是

 

；
（2）該實驗中紅磷稍過量，目的是

 

；
（3）待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的

 

．
（4）紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是

 

，該實驗還可推斷出該氣體

 

（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質

 

（填“活潑”或“不活潑”）的結論．
（5）實驗完畢，發現進入集氣瓶中的水的體積不到容積的

1

5

，你認為導致這一結果的原因可能是

 

；

 

（寫出兩點即可，）

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）根據紅磷燃燒的反應、現象分析回答；
（2）根據實驗的目的分析紅磷稍過量的原因；
（3）根據實驗的現象分析空氣中氧氣的含量；
（4）根據集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣和實驗的現象分析氮氣的性質；
（5）根據實驗的注意的事項分析實驗不成功的原因．

解答：解：（1）步驟③中紅磷燃燒生成了五氧化二磷，發生反應的符號表達式：4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；觀察到的現象是：紅磷燃燒，產生大量的白煙；
（2）該實驗是測定空氣中氧氣的含量，必需將氧氣全部消耗掉，所以紅磷稍過量，目的是：全部消耗掉集氣瓶內空氣中的氧氣；
（3）待紅磷燃燒消耗了氧氣，熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終上升約至1刻度處．由此可知：氧氣約占空氣總體積的

1

5

．
（4）紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是氮氣，由水倒流入集氣瓶中的體積只有

1

5

，說明了氮氣難溶于水；由紅磷燃燒一會熄滅了，說明氮氣不燃燒不支持燃燒，其化學性質不活潑．
（5）實驗完畢，發現進入集氣瓶中的水的體積不到容積的

1

5

，導致這一結果的原因可能是：紅磷的量不足； 裝置漏氣；未冷卻至室溫就打開了彈簧夾．
故答為：（1）4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅，紅磷燃燒，產生大量的白煙；
（2）全部消耗掉集氣瓶內空氣中的氧氣；（3）

1

5

；（4）難，不活潑；（5）紅磷的量不足； 裝置漏氣．

點評：本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解與評價等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．