Question

14．某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為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）該實驗中紅磷需稍過量，目的是使空氣中的氧氣全部消耗完．
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是水進入的體積約為容積的$\frac{1}{5}$．
由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為20%．
紅磷在空氣中燃燒的反應文字表達式是：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷
（3）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．
（4）若將紅磷換成碳粉該實驗能否獲得成功？不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內壓強基本不變，水不倒流．

Answer 1

分析 本題考查的是空氣中氧氣的體積分數的實驗．在本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．

解答 解：（1）為了使集氣內的氧氣完全消耗完在做實驗時紅磷要過量，故答案為：使空氣中的氧氣全部消耗完；
（2）紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內的壓強減小；因為進入水的體積約為容積的$\frac{1}{5}$，該反應的文字表達式是：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）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．
（4）測定空氣中氧氣的體積分數利用的是壓強的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內的壓強，達不到實驗目的，
故答案為：
（1）使空氣中的氧氣全部消耗完（2）水進入的體積約為容積的$\frac{1}{5}$．20%． 紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；（3）難，不活潑．
（4）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內壓強基本不變，水不倒流

點評 在做測定空氣中氧氣的體積分數實驗時選擇的藥品只能跟空氣中的氧氣反應不能跟其它物質發生反應，同時還不能產生氣體．