Question

1．課外活動小組設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖所示：
（1）紅磷在集氣瓶中燃燒發生的現象是產生大量白煙，放出熱量，反應的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）由此可得氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．
（3）若將紅磷換成木炭，該實驗是否獲得成功？理由是否，木炭燃燒消耗的氧氣體積被生成的二氧化碳填充．
（4）小蘭用如圖裝置進行實驗，結果發現測得的氧氣體積分數偏大，請你幫他分析造成這種結果的可能原因是（寫一點）實驗前忘記夾止水夾．小蘭用如圖裝置進行實驗，結果發現測得的氧氣體積分數偏小，請你幫他分析造成這種結果的可能原因是（寫兩點）紅磷的量不足、裝置漏氣．

Answer 1

分析 本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內外產生氣壓差，從而得到正確的結論．因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態；不與空氣中其他物質發生反應．保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數．

解答 解：（1）紅磷在集氣瓶中燃燒發生的現象是產生大量白煙，放出熱量；磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，由于氧氣被消耗，所以集氣瓶內氣壓減小，故打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水量約是集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$；說明氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）若將紅磷換成碳粉，該實驗不能獲得成功，理由是碳粉燃燒生成的產物在常溫下是氣體．
（4）如果實驗前忘記夾止水夾，紅磷燃燒放出熱量，使氣體膨脹而逸出，所以會導致測量結果偏大．
該實驗主要是利用物質燃燒消耗裝置內的氧氣，然后根據進入水的體積，判斷氧氣的體積．只有加入過量的紅磷，才能將將氧氣完全消耗掉．如果紅磷的量不足或裝置漏氣等都能導致實驗的結果是水倒流不足$\frac{1}{5}$．
答案：
（1）產生大量白煙，放出熱量；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）體積的$\frac{1}{5}$；
（3）否；木炭燃燒消耗的氧氣體積被生成的二氧化碳填充．
（4）實驗前忘記夾止水夾；紅磷的量不足；裝置漏氣

點評 本題通過考查用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實驗的注意事項，學會實驗數據的處理或者誤差分析的方法及技巧是解題的關鍵．