Question

7．已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣．某課外活動小組設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖所示：
（1）紅磷在廣口瓶中發生反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）你主要觀察到的主要現象是紅磷燃燒產生白色的濃煙、冷卻后打開止水夾進入瓶中水的體積約占$\frac{1}{5}$．
（3）由本實驗還可推知氮氣的哪些性質？
試寫出其中的二種：難溶于水；不支持燃燒．
（4）如果實驗后發現測定的氧氣飛含量低于正常值，時說明出現這種情況的二種原因：①裝置漏氣②收集的氧氣不純
（5）若將紅磷換成碳粉，該實驗能否獲得成功？否（填“能”或“否”），理由是：木炭燃燒消耗的氧氣體積被生成的二氧化碳填充．

Answer 1

分析 本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內外產生氣壓差，從而得到正確的結論．因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態；不與空氣中其他物質發生反應．保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數．

解答 解：（1）磷和氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；故填：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）上述實驗的現象是：冒出大量的白煙．由于反應消耗了集氣瓶中的氧氣，使瓶內氣壓減小，從而使集氣瓶內外產生了壓強差，所以冷卻后，打開止水夾，燒杯中的水進入集氣瓶約五分之一體積；故填：紅磷燃燒產生白色的濃煙；冷卻后打開止水夾進入瓶中水的體積約占$\frac{1}{5}$．
（3）由實驗還可知氮氣的性質有：氮氣難溶于水，氮氣不能支持燃燒，氮氣不能燃燒等．故填：難溶于水、不支持燃燒．
（4）該實驗主要是利用物質燃燒消耗裝置內的氧氣，然后根據進入水的體積，判斷氧氣的體積．只有加入過量的紅磷，才能將將氧氣完全消耗掉．如果紅磷的量不足或裝置漏氣等都能導致實驗的結果是水倒流不足$\frac{1}{5}$，故填：裝置漏氣、收集的氧氣不純．
（5）若將紅磷換成碳粉，該實驗不能獲得成功，理由是碳粉燃燒生成的產物在常溫下是氣體．
故填：否；木炭燃燒消耗的氧氣體積被生成的二氧化碳填充．

點評 本題通過考查用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實驗的注意事項，學會實驗數據的處理或者誤差分析的方法及技巧是解題的關鍵．