Question

某同學利用紅磷在空氣中燃燒可以將空氣的氧氣全部轉化為固體五氧化二磷的原理，設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，其實驗裝置如圖所示．該同學的實驗步驟如下：
①檢查裝置的氣密性并確定密封性良好．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈
上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞．
③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．
請回答下列問題：
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是

充分反應掉集氣瓶中的氧氣

．
（2）步驟③中打開止水夾后，可觀察到的現象是

進入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

．理由是

空氣的氧氣體積約占

1

5

，進入集氣瓶內水的體積與減少的氧氣體積大約相同

．

Answer 1

分析：實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內外產生壓強差，水被吸入占據氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的．
紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差；紅磷燃燒生成五氧化二磷；
由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內的壓強減小，打開止水夾后觀察到：水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的

1

5

處．

解答：解：實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內外產生壓強差，水被吸入占據氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的．
（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；故答案為：充分反應掉集氣瓶中的氧氣；
（2）燒杯中的水進入集氣瓶中，且進入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

；集氣瓶中的氧氣轉化為五氧化二磷后，氣體體積減少，壓強降低，燒杯中的水在大氣壓的作用下進入集氣瓶中，因空氣的氧氣體積約占

1

5

，進入集氣瓶內水的體積與減少的氧氣體積大約相同，所以進入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

．
故答案為：（1）充分反應掉集氣瓶中的氧氣；進入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

；空氣的氧氣體積約占

1

5

，進入集氣瓶內水的體積與減少的氧氣體積大約相同．

點評：本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解與評價等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．