Question

18．為測定空氣里氧氣的含量，甲、乙兩個同學用如圖1的裝置分別進行了實驗探究．

（1）甲同學：點燃紅磷立即伸入瓶中并塞上瓶塞．待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開止水夾．該實驗中紅磷燃燒的現象是紅磷在空氣中燃燒發出黃光，放出大量的熱，產生大量地白煙．打開止水夾后觀察到的現象是水進入廣口瓶中大約占廣口瓶容積的五分之一由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為20%．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．如果按照上述操作，進入集氣瓶內的水明顯小于五分之一，則可能的原因：
①裝置的氣密性不好；②紅磷不足量（寫兩點即可）
（2）乙同學：用鐵絲替代紅磷，能否完成上述實驗？請簡述其原因：不能；鐵絲不能在空氣中燃燒，瓶內壓強未減小，水不會倒吸．
（3）丙同學：將裝置進行了改進，如圖2所示，等體積的A、B兩集氣瓶充滿空氣，燃燒匙內分別盛有過量的紅磷和硫，當完全燃燒后，冷卻至室溫，打開彈簧夾，看到水會流入A和B瓶（填“A”或“B”或“A和B”）中．

Answer 1

分析 （1）根據空氣中氧氣的體積分數的實驗的原理、現象、結論分析．在該實驗中應用的原理就是改變集氣瓶的壓強，達到實驗的目的．根據實驗的原理及實驗的注意事項分析誤差：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等；可以據此解答該題；
（2）鐵絲在空氣中不燃燒；（3）根據磷、燃燒生成的產物及裝置的特點分析現象．

解答 解：（1）紅磷燃燒產生五氧化二磷，紅磷燃燒產生發出黃光，放出大量的熱，產生大量地白煙，打開止水夾后燒杯中的水進入廣口瓶中大約占廣口瓶容積的五分之一；由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為20%；在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣，該實驗可推論出氮氣難溶于水和其化學性質不活潑的結論；實驗結果發現測得數值比實際空氣中氧氣的含量小，實驗誤差的原因可能是：紅磷的用量不足；裝置的密封性不好，漏氣；沒有冷卻到室溫就進行讀數等；故為：①裝置的氣密性不好； ②紅磷不足量；③未冷卻至室溫就打開彈簧夾；
（2）鐵絲在空氣中不能燃燒，不能消耗瓶內的氧氣，壓強不變；
（3）由于紅磷燃燒生成了五氧化二磷固體，能使A瓶內壓強減小；硫燃燒生成了二氧化硫，二氧化硫的體積占據了消耗的氧氣的體積，B瓶內的壓強幾乎無變化，但兩瓶是連通的，最終壓強相等，都比原先壓強小，所以打開彈簧夾時A和B兩瓶中均有水流入．
故答案為：紅磷在空氣中燃燒發出黃光，放出大量的熱，產生大量地白煙；水進入廣口瓶中大約占廣口瓶容積的五分之一；20%；難；不活潑；①裝置的氣密性不好； ②紅磷不足量；③未冷卻至室溫就打開彈簧夾；
（2）不能；鐵絲不能在空氣中燃燒，瓶內壓強未減小，水不會倒吸．
（3）A和B．

點評 本題的難度不大，主要考查了測定空氣中氧氣體積分數的原理、注意事項等知識，解答本題的關鍵是掌握紅磷和硫燃燒生成物的性質、觀察出裝置的特點．