Question

測定空氣中氧氣含量的實驗裝置如下圖所示，實驗步驟如下：①在集氣瓶內加入水量，并做好標記，將標記以上的部分按體積分為5等份；②檢查裝置的氣密性；③在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，立即伸入集氣瓶中并塞緊橡皮塞，看到有白煙（成分為五氧化二磷固體）產生；④充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾，請你根據實驗回答下列問題：

（1）步驟③中發生反應的文字表達式為                  ；
（2）步驟④中打開止水夾后觀察到的現象為                 ；
（3）實驗得出的關于空氣組成的結論是                 ；
（4）該實驗還可推論出氮氣的性質有（寫出兩條即可）：                        、                              ；
（5）小強用上述實驗裝置測定的結果是：空氣中氧氣含量與正常值有較大的偏差，其操作上的原因可能是（要求答出一種）：如紅磷的量不足；              _____________________________。
（6）小麗也設計了一個實驗方案，裝置和操作同上，只不過用木炭代替了紅磷。當木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水能否進入集氣瓶？為什么？
___________；_________________________________________________________。

Answer 1

（1）紅磷+氧氣五氧化二磷（2）燒杯內的水進入集氣瓶中，約占總體積的1/5，
（3）空氣中氧氣的體積分數約為1/5，（4）氮氣不支持燃燒  不溶于水
（5）裝置漏氣或沒有待冷卻就打開止水夾，（6）不能，因為木炭燃燒生成二氧化碳氣體，瓶內壓強變化不大

試題分析：（1）文字表達式也可用來表示化學反應，包括：反應物、生成物、反應條件，當反應物、生成物不止一種時，用“+”相連，反應物、生成物之間用→相連，反應條件寫在箭頭上面，所以文字表達式：紅磷+氧氣五氧化二磷
（2）由于紅磷燃燒消耗了集氣瓶中的氧氣，是瓶內的壓強變小，與外界形成壓強差，所以看到現象：燒杯內的水進入集氣瓶中，約占總體積的1/5，
（3）由于燒杯內的水進入集氣瓶中，約占總體積的1/5，說明紅磷燃燒消耗了1/5的氧氣，所以可得出結論：空氣中氧氣的體積分數約為1/5
（4）由于紅磷消耗了氧氣之后，就熄滅，說明剩下的氮氣氮氣不支持燃燒，燒杯內的水只進入集氣瓶總體積的1/5，同時說明氮氣不溶于水
（5）此實驗成功關鍵有以下幾點：紅磷的量要充足，裝置的氣密性要好，要待裝置冷卻下來，再打開止水夾等，若空氣中氧氣含量與正常值有較大的偏差，則有可能：紅磷的量不足，裝置漏氣或沒有待冷卻就打開止水夾，
（6）對于測定空氣中氧氣含量的實驗。主要的原理是利用可燃物燃燒消耗瓶內的氧氣，使氣體量減少，壓強變小，形成壓強差，所以對可燃物的選擇有以下要求：1、能在空氣中燃燒，只與空氣中的氧氣反應，且不能生成其他的氣體，所以不能用木炭代替了紅磷，因為木炭燃燒生成二氧化碳氣體，瓶內壓強變化不大