Question

5．某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，該同學設計的實驗裝置如圖，請回答下列問題：
（1）彈簧夾打開后觀察到的現象是水沿導管被吸入集氣瓶中，約占集氣瓶容積$\frac{1}{5}$；由此可知空氣中氧氣的體積分式約為$\frac{1}{5}$．
（2）紅磷燃燒的文字表達式磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，該反應的基本類型是化合反應．
（3）紅磷熄滅后，集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣通過該實驗推出此氣體難（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質不活潑（緹娜“活潑”或“不活潑”）．
（4）若實驗結束，集氣瓶中水位上升不到預期位置，原因有哪些？紅磷的量不足、裝置的氣密性不好或沒有冷卻就打開止水夾（答出兩條）

Answer 1

分析 （1）紅磷燃燒消耗氧氣，集氣瓶內壓強減小，外界氣壓將水沿導管壓入集氣瓶，倒流入水的體積等于減少的氧氣的體積，大約占集氣瓶體積的五分之一；
（2）紅磷燃燒產生五氧化二磷，據此寫出反應的文字表達式并判斷反應類型；
（3）根據實驗現象分析得出結論；
（4）根據實驗的注意事項分析誤差．

解答 解：（1）紅磷與氧氣反應，生成了白煙五氧化二磷固體，所以會導致集氣瓶內壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據集氣瓶內氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一，說明氧氣約占空氣體積的五分之一；故填：水沿導管被吸入集氣瓶中，約占集氣瓶容積$\frac{1}{5}$；$\frac{1}{5}$；
（2）紅磷燃燒產生五氧化二磷，該反應是兩種物質生成一種物質的反應，屬于化合反應；故填：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；化合反應；
（3）空氣的主要成分是氮氣和氧氣，氧氣被消耗，因此剩下的主要氣體是氮氣，水倒流入集氣瓶中的體積只有五分之一，若氮氣易溶于水，則倒流入瓶內的水幾乎會充滿整個集氣瓶，因此氮氣是難溶于水的；紅磷燃燒一會熄滅了，說明氮氣不燃燒不支持燃燒，其化學性質不活潑；故填：氮氣；難；不活潑；
（4）若實驗結束，集氣瓶中水位上升不到預期位置，說明結構偏小，出現誤差的原因可能是紅磷的量不足、裝置的氣密性不好、沒有冷卻就打開止水夾．故填：紅磷的量不足、裝置的氣密性不好或沒有冷卻就打開止水夾．

點評 本題主要全面地考查了測定空氣中氧氣體積分數的實驗，只有全面地實驗的原理、步驟、注意的事項等才能完成有關的問題，難度不大．