Question

3．“空氣中氧氣體積分數的測定”有多種方法，請按要求回答下列問題．
在燃燒匙內盛過量紅磷，紅磷必須過量的原因是使集氣瓶內氧氣完全消耗，點燃紅磷后立即插入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，紅磷燃燒的現象是產生大量白煙；
待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫后，打開彈簧夾，觀察到的現象是水倒吸至集氣瓶內體積的約1/5處，該實驗除了得出氧氣在空氣中的體積分數之外，還能得出氮氣具有的性質是氮氣不與紅磷反應（任寫一點）；若測得空氣中氧氣的體積分數約為$\frac{1}{7}$，則可能的原因是裝置氣密性不好（任寫一點）．

Answer 1

分析 根據測定空氣中氧氣的體積分數的實驗原理、裝置的特點、實驗注意事項等分析誤差：要考慮藥品的量可能不足造成沒有將氧氣完全消耗，同時要考慮裝置在藥品的足夠的情況下因為氣密性不好，導致液體不能等體積進入而引起結果偏低以及溫度對實驗結果的影響．根據紅磷燃燒的生成物來推測現象；根據磷燃燒消耗氧氣使瓶內壓強減小進一步分析出現的現象并得出結論．

解答 解：在燃燒匙內盛過量紅磷，紅磷必須過量的原因是：使集氣瓶內氧氣完全消耗，使結果準確；
紅磷燃燒產物是五氧化二磷，屬于白色固體顆粒，所以現象是：產生大量白煙，放出熱量；磷燃燒消耗氧氣使瓶內壓強減小，在外界大氣壓的作用下水沿著導管被壓入集氣瓶內，并進入集氣瓶容積的1/5；由此可知氧氣約占空氣體積的1/5；
該實驗除了得出氧氣在空氣中的體積分數之外，還能得出氮氣具有的性質是：氮氣不與紅磷反應（或氮氣不溶于水，不與水反應）；
測定空氣中氧氣含量的實驗中，氣體減少的體積小于l/5的可能原因：（1）紅磷的量不足，瓶內氧氣沒有耗盡；（2）裝置漏氣（如塞子未塞緊、燃燒匙與橡皮塞之間有縫隙等）；（3）未冷卻至室溫就打開彈簧夾，使進入瓶內的水的體積減少等，因此若測得空氣中氧氣的體積分數約為1/7，則可能的原因是：裝置氣密性不好（或漏氣）．
故答案為：使集氣瓶內氧氣完全消耗；產生大量白煙；水倒吸至集氣瓶內體積的約1/5處；  氮氣不與紅磷反應（或氮氣不溶于水，不與水反應）；
裝置氣密性不好（或漏氣）

點評 本題考查了測定空氣中氧氣的體積分數的有關問題，了解用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實驗的注意事項等是解答本題的關鍵；了解實驗數據的處理或者誤差分析的方法及技巧．