Question

1．已知空氣中氧氣的體積分數為21%，小蘭同學用如圖裝置進行驗證：
（1）紅磷燃燒，冒出大量白煙，冷卻后，打開彈簧夾，水進入集氣瓶，進入水的體積約為集氣瓶中空氣總體積的$\frac{1}{5}$．在該實驗中，能不能將紅磷換成木炭不能（填“能”或“不能”）．
（2）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．
（3）實驗后發現測得的氧氣體積分數小于$\frac{1}{5}$，請你幫她分析造成這種結果的可能原因（至少答兩點）：①紅磷不足；②裝置漏氣．

Answer 1

分析 （1）根據紅磷和空氣中的氧氣反應生成五氧化二磷，消耗的氧氣被進入的水代替，即進入集氣瓶中水的體積就是集氣瓶中氧氣的體積；木炭燃燒生成二氧化碳解答；
（2）根據實驗結果可以判斷氮氣的性質解答；
（3）根據如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失敗解答．

解答 解：
（1）紅磷燃燒，可觀察到的實驗現象是：紅磷劇烈地燃燒，產生大量的白煙；待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，又觀察到的實驗現象是：水進入集氣瓶，進入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一；若將紅磷換成木炭粉，該實驗不能獲得成功，因為木炭燃燒生成二氧化碳，消耗氧氣的體積被二氧化碳補充，不能測定空氣中氧氣的含量．
（2）燃燒結束后，集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣，由本實驗可推知氮氣的物理性質是不溶于水；化學性質是不支持燃燒，不能燃燒，不能和水反應．
（3）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的$\frac{1}{5}$，導致這一結果的原因可能是：紅磷不足，裝置漏氣，沒有冷卻到室溫就打開止水夾．
答案：
（1）白煙；$\frac{1}{5}$；不能；
（2）難，不活潑；
（3）紅磷不足；裝置漏氣．

點評 實驗是化學的重要組成部分，正確的實驗操作是得出科學結論的前提條件之一，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為得出正確的結論奠定基礎．