Question

19．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將圖中的集氣瓶分成5等份，并做好標記；
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，目的是確保集氣瓶內的氧氣消耗盡．
（2）步驟②中觀察到的現象是產生大量白煙，放出熱 
（3）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是燒杯里的水倒吸到集氣瓶內，集氣瓶中的水約占集氣瓶容積為$\frac{1}{5}$，由此可得到結論：空氣中氧氣的體積分數約為$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 （1）根據測定空氣中氧氣含量實驗的原理分析紅磷需稍過量的目的；
（2）根據紅磷燃燒的現象分析回答；
（3）根據紅磷的燃燒結合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應生成固體，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，據此分析現行和結論．

解答 解：（1）要測定空氣中氧氣含量，應將集氣瓶中的氧氣全部反應掉，所以該實驗中紅磷需稍過量，目的是：確保集氣瓶內的氧氣消耗盡．
（2）紅磷在空氣中燃燒的現象是：產生大量白煙，放出熱；
（3）紅磷與氧氣反應，生成了五氧化二磷固體，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$\frac{1}{5}$；據實驗現象可得出空氣中氧氣的體積分數約為$\frac{1}{5}$．
故答案為：（1）確保集氣瓶內的氧氣消耗盡；（2）產生大量白煙，放出熱；（3）燒杯里的水倒吸到集氣瓶內，集氣瓶中的水約占集氣瓶容積為$\frac{1}{5}$；空氣中氧氣的體積分數約為$\frac{1}{5}$．

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．