Question

4．某同學(xué)設(shè)計(jì)了測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標(biāo)記．
②在帶橡皮塞和導(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入過量的紅磷，將導(dǎo)管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點(diǎn)燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內(nèi)，塞緊橡皮塞．
③充分反應(yīng)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(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過量，目的是耗盡氧氣
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶，約占其氣體體積的$\frac{1}{5}$．
（3）若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)不能成功，原因是生成CO₂氣體，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)無明顯變化．
（4）該實(shí)驗(yàn)完畢，若進(jìn)入集氣瓶的水不到總?cè)莘e的五分之一，你認(rèn)為原因是裝置漏氣（答一點(diǎn)即可）
（5）該實(shí)驗(yàn)得出氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)是：不燃燒，也不支持燃燒．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)來分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強(qiáng)知識分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會壓著水進(jìn)入集氣瓶；
（3）木炭燃燒生成二氧化碳．
（4）如果操作不當(dāng)，會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甚至?xí)��?dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗．只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)，才能正確解答本題；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析氮?dú)獾男再|(zhì)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗．故填：耗盡氧氣；
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了五氧化二磷固體，所以會導(dǎo)致集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，水被壓入集氣瓶，進(jìn)入的水量正好占據(jù)集氣瓶內(nèi)氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；故填：水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶，約占其氣體體積的$\frac{1}{5}$；
（3）因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w，集氣瓶內(nèi)的氣體沒有減少，不能測定空氣中氧氣的含量，所以實(shí)驗(yàn)中不能用木炭代替紅磷．故填：生成CO₂氣體，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)無明顯變化；
（4）裝置漏氣最終會使瓶內(nèi)氣體減少的少，水倒流入瓶內(nèi)的就少；紅磷量不足，沒有將氧氣完全消耗；沒有冷卻到室溫就打開止水夾，瓶內(nèi)氣壓比室溫下偏大，水倒流入瓶內(nèi)的就少，這樣都會使進(jìn)入集氣瓶的水不足容積的五分之一；故填：裝置漏氣（答案合理即可）；
（5）剩余的氣體主要是氮?dú)�，水進(jìn)入瓶內(nèi)占五分之一，不再繼續(xù)進(jìn)入說明氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)（不燃燒，也不支持燃燒），也不能溶于水或與水反應(yīng)；故填：不燃燒，也不支持燃燒．

點(diǎn)評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)，難度稍大．