Question

13．某同學用如圖裝置進行空氣中氧氣含量的測定，請幫他解決以下問題：
（1）你認為紅磷的量要過量，其目的是充分消耗氧氣
（2）電熱棒燒至紅熱即可看見紅磷燃燒，其現象是產生大量白煙，放出熱量；
（3）紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，你認為原因是集氣瓶內的氧氣已消耗完或含量較少，不能支持紅磷燃燒；
（4）冷卻后，松開止水夾，可觀察到燒杯中水進入到集氣瓶中，最終會停留在刻度1（填“1”、“2”、“3”或“4”）上；
（5）實驗后發現氣體減少的體積小于$\frac{1}{5}$，請你幫助這位同學找出兩種可能造成這樣結果的原因：①裝置漏氣；②沒有冷卻至室溫就打開止水夾．

Answer 1

分析 （1）根據根據實驗目的分析紅磷的作用；
（2）根據燃燒的現象以及反應原理來分析；
（3）根據氧氣的助燃性來考慮；
（4）根據反應結束后，內外產生壓強差分析；
（5）如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失敗；

解答 解：（1）該實驗是為了沒定空氣中氧氣的體積分數，所以需將集氣瓶內的氧氣充分消耗掉，所以紅磷要過量；故填：過量；充分消耗氧氣；
（2）紅磷燃燒的現象：產生大量白煙，放出熱量；
（3）由于氧氣具有助燃性，所以集氣瓶里的氧氣消耗完了，或氧氣的含量少了，都能使紅磷熄滅，故答案為：集氣瓶內的氧氣已消耗完或含量較少，不能支持紅磷燃燒；
（4）磷燃燒消耗氧氣，生成的是五氧化二磷固體，使瓶內壓強減小，在外界大氣壓的作用下水沿著導管被壓入集氣瓶內，而氧氣占空氣體積的五分之一，所以水進入集氣瓶容積的五分之一，燒杯中水進入到集氣瓶中，最終會停留在刻度1上；
（5）所測得氧氣的體積分數小于$\frac{1}{5}$，可能的原因有：裝置漏氣，紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開止水夾，這些都能夠導致進入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一．
答案：
（1）過量；充分消耗氧氣；
（2）產生大量白煙，放出熱量；
（3）集氣瓶內的氧氣已消耗完或含量較少，不能支持紅磷燃燒；
（4）1；
（5）裝置漏氣，沒有冷卻至室溫就打開止水夾．

點評 本題主要全面地考查了測定空氣中氧氣體積分數的實驗，只有全面地實驗的原理、步驟、注意的事項等才能完成有關的問題，難度不大．