Question

20．用燃燒紅磷的方法測定空氣中氧氣的含量：
實驗步驟：在集氣瓶中加入少量水，并將水面上方空間分成5等份，如圖裝置所示．用彈簧夾夾住乳膠管．點燃紅磷，伸入瓶中并塞上瓶塞．待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察廣口瓶內水面變化情況．

（1）寫出紅磷在空氣中燃燒的文字表達式磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）反應結束后集氣瓶中剩余的氣體主要是氮氣，由此可以推測它具有的性質是不溶于水或不活潑（至少寫一點）．
（3）在實驗加熱過程中，具支試管上的小氣球作用是調節(jié)氣壓，防止橡膠塞彈出、注射器活塞彈出等，起到了緩沖作用，不斷推拉注射器的目的是：使注射器內的氧氣充分與銅粉反應
（4）查閱資料得知“銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$ 氧化銅”．乙同學又設計了如圖2兩種裝置測定空氣中氧氣含量，請結合圖示回答有關問題．
①裝置一和裝置二中氣球的位置不同，你認為裝置二（填“裝置一”或“裝置二”）更合理．
②用合適的裝置進行實驗，并記錄了如下實驗數據

硬質玻璃管中空氣的體積	反應前注射器中空氣體積	充分反應后注射器中氣體體積	實驗測得空氣中氧氣的體積分數
25mL	15mL	9mL	？

根據實驗數據測得空氣中氧氣的體積分數為15%．
（5）以下是乙同學對自己實驗結果的分析，其中解釋不合理的是A（填序號）．
A．可能是使用的銅粉量過量
B．可能是沒有反復推、拉注射器的活塞，裝置內氧氣沒有充分反應
C．可能是沒有冷卻至室溫就讀數
D．可能是裝置氣密性不好，冷卻時外界空氣進入．

Answer 1

分析 （1）首先根據反應原理找出反應物、生成物、反應條件，根據文字表達式的書寫方法、步驟進行書寫即可；
（2）根據廣口瓶內剩余的氣體主要是氮氣，通過觀察和實驗得知：氮氣是無色無味的氣體，難溶于水，既不能燃燒，也不能支持燃燒等解答；
（3）根據交替緩慢推動兩個注射器能使氣體與銅粉充分接觸進行解答；具支試管上的小氣球作用是，緩沖壓力或防止活塞沖出或防止試管炸裂或防止橡皮塞沖出；
（4）從兩種裝置的區(qū)別來分析；注射器內氣體減少的量就是氧氣的量；
（5）根據測定空氣中氧氣的體積分數實驗的原理、注意事項分析回答．

解答 解：（1）紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．故填：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）廣口瓶內剩余的氣體主要是氮氣，通過觀察和實驗得知：氮氣是無色無味的氣體，難溶于水，既不能燃燒，也不能支持燃燒等．故填：氮氣；不溶于水或不活潑；
（3）為防止橡膠塞彈出、注射器活塞彈出等，應在具支試管上固定小氣球；故答案為：調節(jié)氣壓，防止橡膠塞彈出、注射器活塞彈出等，起到了緩沖作用；
交替緩慢推動兩個注射器能使氣體與銅粉充分接觸反應，以便耗盡裝置內的氧氣，使實驗更準確；故答案為：使注射器內的氧氣充分與銅粉反應；
（4）裝置二與裝置一裝置比較，裝置二中的氣球在玻璃管的后部，更易讓空氣流通，氧氣與銅能充分反應；實驗過程中，注射器應不停推拉活塞；注射器內氣體減少的量就是氧氣的體積，則實驗測得空氣中氧氣的體積分數為$\frac{15mL-9mL}{25mL+15mL}×100%$=15%；
故答案為：①二；②15%；
（5）在測定空氣中氧氣的體積分數時，實驗后發(fā)現測定氧氣的體積分數低于五分之一，可能的原因有：①銅粉的量可能不足，沒有將氧氣消耗盡；②裝置可能漏氣，；③實驗中可能未冷卻至室溫就讀數等．故填：A．

點評 本考點考查了空氣中氧氣的含量的探究，熟練掌握測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現象、實驗結論和注意事項等是解題的關鍵．