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②集氣瓶中的現象是 ，其反應的文字表達式為 ；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）該實驗可推論出氮氣__________（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質________（填“活潑”或“不活潑”）的結論。

（4）實驗課上，某同學用足量的木炭粉代替紅磷做上述實驗，結果實驗失敗，請你幫他分析原因。

Answer 1

【答案】（1）耗盡氧氣

（2）紅磷燃燒產生大量的白煙，紅磷+氧氣五氧化二磷

燒杯中的水沿導管進入集氣瓶中，進入水的體積約占集氣瓶容積的1/5 1/5

（3）難,不活潑

（4）木炭燃燒消耗了氧氣但是生成了二氧化碳，集氣瓶內壓強變化不明顯，水不會流入集氣瓶內，不能測出氧氣的體積分數。

【解析】

試題分析：（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是耗盡氧氣，則最后進入集氣瓶內的水的體積即是集氣瓶內氧氣的體積。（2）紅磷在空氣中燃燒的現象是：產生大量的白煙，反應的文字表達式：紅磷+氧氣五氧化二磷，充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾會發現燒杯中的水沿導管進入集氣瓶中，進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）如果氮氣易溶于水，則進入水的體積會多于1/5，故氮氣難溶于水，紅磷沒有與氮氣反應，說明氮氣的化學性質不活潑。（4）測定空氣中氧氣體積含量所選物質應該只消耗氧氣，而且不生成氣體，那么進入水的體積就是空氣中氧氣的體積，木炭燃燒消耗了氧氣但是生成了二氧化碳，集氣瓶內壓強變化不明顯，水不會流入集氣瓶內，故不能測出氧氣的體積分數，

所以實驗失敗。