Question

13．某同學設計如圖實驗裝置，測定空氣中氧氣含量．該同學的實驗步驟如下：①將圖中的集氣瓶分成5等份，并作好標記； 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）儀器a的名稱為燃燒匙；
（2）該實驗中紅磷要過量，目的是確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡；
（3）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處，集氣瓶內發生反應的文字表達式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（4）若實驗中進入集氣瓶的水不足容積的五分之一，可能原因主要是AC（提示：選兩個）
A．可能使用紅磷的量不足，瓶內氧氣沒有消耗完；
B．可能是沒夾緊彈簧夾，瓶內部分空氣受熱從導管逸出；
C．可能是裝置漏氣；
D．可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內部分空氣受熱逸出．

Answer 1

分析 （1）根據實驗室常用儀器解答；
（2）根據該實驗注意事項分析；
（3）根據紅磷的燃燒現象、反應結合壓強知識分析．紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；
（4）根據測定空氣中氧氣含量的實驗的原理分析．

解答 解：（1）根據實驗室常用儀器可知：a是燃燒匙；
（2）該實驗中紅磷需稍過量，目的是：確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡；
（3）點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙．紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的文字表達式為：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；由于紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，所以，打開止水夾后觀察到的現是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；
（4）A、實驗中所取紅磷的量不足，會使裝置內氧氣不能被全部消耗，所以使得廣口瓶內水面上升明顯小于瓶內體積的$\frac{1}{5}$，故解釋合理；
B、沒有將彈簧夾夾緊，會導致實驗中裝置內的氣體受熱膨脹而逸出，因此測定氧氣體積分數增大，故解釋不合理；
C、可能是裝置漏氣，造成瓶內氣壓變化不大，所以使得廣口瓶內水面上升明顯小于瓶內體積的$\frac{1}{5}$，故解釋合理；
D、可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內部分空氣受熱逸出，因此測定氧氣體積分數增大，故解釋不合理．
故答為：
（1）燃燒匙；
（2）確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡；
（3）燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處，紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，燒
（4）AC．

點評 熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現象、實驗結論和注意事項是解答這類題目的基礎．