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）小潔通過該實驗測得的空氣中氧氣的體積分數與正常值相比偏小，其原因可能是_____

A 燃燒匙內可燃物量不足

B 裝置氣密性不好

C 未及時塞進橡膠塞

D 燃燒匙內可燃物有剩余

（4）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.

（5）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？_____成功，原因是______。

（6）小華同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖2所示），你認為改進后的優點是：_________。

Answer 1

【答案】將集氣瓶中的氧氣盡可能的消耗完全，使實驗結果更準確 產生大量的白煙，放出熱量 燒杯中的水會進入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的五分之一 AB 難 不活潑 不能 炭粉在氧氣中點燃生成二氧化碳，補充了消耗的氧氣的量，不能形成壓強差 避免了因紅磷燃燒導致集氣瓶內的空氣受熱膨脹逸出而引起誤差

【解析】

磷在氧氣中點燃生成五氧化二磷，碳在氧氣中點燃生成二氧化碳。

（1）過量的紅磷能夠將集氣瓶中的氧氣盡可能的消耗完全，故該實驗中紅磷需稍過量，目的是將集氣瓶中的氧氣盡可能的消耗完全，使實驗結果更準確。

（2）步驟②是紅磷在氧氣中燃燒，故集氣瓶中的現象是產生大量的白煙，放出熱量，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燒杯中的水會進入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的五分之一，消耗的氧氣體積等于進入集氣瓶中水的體積，可得出空氣中氧氣的體積分數約為。

（3）測得的空氣中氧氣的體積分數與正常值相比偏小，其原因可能是裝置氣密性不好，燃燒匙內可燃物量不足，故選AB。

（4）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，故實驗可推論出氮氣難溶于水和其化學性質不活潑的結論。

（5）碳在氧氣中點燃生成二氧化碳，若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，原因是炭粉在氧氣中點燃生成二氧化碳，補充了消耗的氧氣的量，不能形成壓強差。

（6）改進后的優點是：避免了因紅磷燃燒導致集氣瓶內的空氣受熱膨脹逸出而引起誤差。