Question

【題目】某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如下圖。

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 。

（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是 ，由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為 。

（3）磷在空氣中燃燒生成的氧化物通常可作強干燥劑。己知在標準狀況下，32g氧氣的體積是22.4L，在該條件下，制備71g這種干燥劑所消耗的空氣的體積約為 L。

Answer 1

【答案】（1）充分消耗氧氣（2）燒杯中的水被吸入集氣瓶中，吸入水的體積約占集氣瓶容積的1/5 1/5（3）140L

【解析】

試題分析：（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是：充分消耗氧氣，這樣使測量結果更準確

（2）由于紅磷燃燒消耗了瓶內的氧氣，使得瓶內的氣體量減少，壓強降低，故步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是燒杯中的水被吸入集氣瓶中，吸入水的體積約占集氣瓶容積的1/5；由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為1/5

（3）根據化學方程式：4P + 5O2 點燃 2P2O5中P2O5與O2的質量關系為284:160，故制備71gP2O5，需要O2的質量=40g，故所需氧氣體積=40g/32g×22.4L=28L，由于氧氣約占空氣總體積的1/5，故所消耗的空氣的體積約=28L×5=140L