Question

13．空氣中氧氣含量的測定
（1）甲生按圖1方案進行了實驗，實驗過程中觀察到的主要現象是燃燒發出黃光、冒出濃厚的白煙，放出熱量和燒杯中的水進入集氣瓶，約占集氣瓶內空氣體積的五分之一；反應的符號表達式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；該實驗可得出的結論：氧氣約占空氣體積的五分之一；還可推知氮氣具有的化學性質是不燃燒，不支持燃燒．

（2）乙生用上述實驗裝置測定的結果與正常值有較大的誤差，其可能的原因是：紅磷不足、裝置漏氣．
（3）丙生在裝有水的培養皿中，固定一支點燃的蠟燭，然后將一個集氣瓶倒扣在蠟燭上，用以檢測空氣中氧氣的含量．主要現象蠟燭燃燒一段時間后熄滅和燒杯內的液面高于培養皿中的液面．結果進入瓶內的水與空氣中氧氣實際含量相比有較大的誤差，原因是蠟燭燃燒生成了二氧化碳氣體．如何改進上述實驗可使結果更準確用氫氧化鈉溶液來代替水．

Answer 1

分析 （1）根據用紅磷測定空氣中氧氣含量的原理、方法以及實驗現象與結論來分析；
（2）紅磷不足、裝置漏氣、點燃后沒有迅速伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞、沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾等都可以使測定的結果不準確；
（3）根據蠟燭燃燒的現象、消耗氧氣造成裝置內的壓強減小以及二氧化碳的性質來分析．

解答 解：（1）紅磷在集氣瓶內燃燒發出黃光、冒出濃厚的白煙，放出熱量，冷卻至室溫后，打開止水夾，燒杯中的水進入集氣瓶，約占集氣瓶內空氣體積的五分之一；磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷，紅磷在密閉容器內燃燒消耗了裝置內的氧氣，使裝置內氣體氣體減少，造成壓強減小，待集氣瓶冷卻到室溫，打開止水夾，觀察到的現象是燒杯中的水進入集氣瓶，集氣瓶內水面上升約五分之一．由此可得出的結論是氧氣約占空氣體積的五分之一；紅磷燃燒一段時間后熄滅，但是還有剩余的紅磷，且集氣瓶內水面上升約五分之一，水面不再繼續上升，說明氮氣不易溶于水，不燃燒，不支持燃燒．故填：燃燒發出黃光、冒出濃厚的白煙，放出熱量；燒杯中的水進入集氣瓶，約占集氣瓶內空氣體積的五分之一；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；氧氣約占空氣體積的五分之一；不燃燒，不支持燃燒；
（2）紅磷不足、裝置漏氣、點燃后沒有迅速伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞、沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾等都能使測定的結果和實際結果不相符．故填：紅磷不足；裝置漏氣等；
（3）蠟燭燃燒一段時間后熄滅，冷卻至室溫時，燒杯內的液面高于培養皿中的液面，因為蠟燭燃燒生成了二氧化碳氣體，所以進入瓶內的水與空氣中氧氣實際含量相比有較大的誤差，可以用氫氧化鈉溶液來代替水，生成的二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收，可以得出正確的結論；故填：蠟燭燃燒一段時間后熄滅；燒杯內的液面高于培養皿中的液面；蠟燭燃燒生成了二氧化碳氣體；用氫氧化鈉溶液來代替水．

點評 本題難度不大，掌握測定原理（通過紅磷燃燒消耗氧氣，導致瓶內壓強變小）、注意事項等是正確解答此類題的關鍵．