Question

4．利用如圖的裝置，可以粗略測定出空氣氧氣的體積分?jǐn)?shù)．實驗過程是：
第1步：在一個容積為V毫升的集氣瓶加V1毫升（少量）的水，量筒中預(yù)先裝入V₂毫升的水．
第2步：點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，并迅速伸入集氣瓶中再塞緊塞子．
第3步：待反應(yīng)結(jié)束并冷卻后，松開止水夾．此時水進(jìn)入集氣瓶，
最終量筒中的水面停止在刻度V₃毫升處．
請回答下列問題：
①在此設(shè)計方案中，能否用木炭代替紅磷不能；
②實驗中紅磷必須要過量，目的是：耗盡集氣瓶中的氧氣；
③該方案中計算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：（V₂-V₃）÷（V-V₁）×100%．

Answer 1

分析 根據(jù)已有的知識進(jìn)行分析，空氣中氧氣約占其體積的五分之一，測定時可以使用紅磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小的方法，磷燃燒能生成五氧化二磷，若使用木炭，由于碳燃燒生成的是二氧化碳?xì)怏w，壓強(qiáng)變化不大，故不能測得氧氣的含量，進(jìn)行此實驗時，必須保證裝置的氣密性良好，紅磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確．

解答 解：①在此設(shè)計方案中，不能用木炭代替紅磷，因為木炭燃燒生成物為氣體，不能測定消耗的氧氣量；
②實驗中紅磷必須要過量，目的是耗盡集氣瓶中的氧氣；
③該方案中計算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為（V₂-V₃）÷（V-V₁）×100%．
答案：①不能；②耗盡集氣瓶中的氧氣；③（V₂-V₃）÷（V-V₁）×100%．

點評 測定空氣中氧氣的含量時，消耗氧氣的物質(zhì)應(yīng)該具備的條件是：能和空氣中的氧氣反應(yīng)，不能和空氣中的其它物質(zhì)反應(yīng)，并且生成物是固體．