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___________；紅磷燃燒的文字表達式為___________ 。

（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）該實驗還可推論出氮氣________（選填“易”或“難”）溶于水和其化學性質_______（選填“活潑”或“不活潑”）的結論。

（4）該實驗中進入集氣瓶中水的體積小于集氣瓶中空氣體積五分之一的原因有哪些？_____（寫一條即可）

Answer 1

【答案】確保集氣瓶內的氧氣消耗完 磷＋氧氣五氧化二磷 燒杯中的水倒流至集氣瓶，且進入水的體積約占瓶中空氣的1/5 五分之一 難 不活潑 紅磷量不足、裝置漏氣、未等到冷卻就打開彈簧夾（答任一即可）

【解析】

實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內外產生壓強差，水被吸入占據氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的．
（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，只有這樣才能測出空氣中氧氣的體積分數，紅磷燃燒生成五氧化二磷，反應的文字表達式是：紅磷+氧氣五氧化二磷；
（2）由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內的壓強減小，打開止水夾后觀察到的現象是：水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的1/5處，由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為1/5；
（3）在該實驗中，剩余的氣體主要是氮氣，說明氮氣不能燃燒，也不能支持燃燒，不溶于水等；
（4）該實驗中進入集氣瓶中水的體積小于集氣瓶中空氣體積五分之一的原因可能有：紅磷不足、裝置漏氣等；

故答案為：（1）將集氣瓶內的氧氣全部消耗掉，紅磷+氧氣五氧化二磷；（2）燒杯中的水進入集氣瓶，約占集氣瓶體的1/5，1/5；（3）難，不活潑；（4）紅磷不足等．