Question

某同學(xué)設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如右圖．該同學(xué)的實驗步驟如下：
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)裝入足量的紅磷，將導(dǎo)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(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）該實驗中紅磷需稍過量，目的是

使空氣中的氧氣全部消耗完

；
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是

燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處

；由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為

1

5

，由本實驗還可推知氮氣的哪些性質(zhì)？試寫出一種：

氮氣不溶于水

；
（3）若將紅磷換成木炭，該實驗?zāi)芊瘾@得成功

否

（填“能”或“否”）？理由是

木炭燃燒后生成了二氧化碳氣體，瓶內(nèi)壓強基本不變

．
（4）若進入集氣瓶的水的體積明顯少于1/5，則可能是①

紅磷的量不足

；②

裝置漏氣

．

Answer 1

分析：本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，從而得到正確的結(jié)論．因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)．保證本實驗成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．

解答：解：（1）實驗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)生壓強差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；
故答案為：使空氣中的氧氣全部消耗完；
（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)壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據(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)實驗現(xiàn)象可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一；剩余的氣體主要是氮氣，水進入瓶內(nèi)占五分之一，不再繼續(xù)進入說明氮氣不能與紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)；
故答案為：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；

1

5

；氮氣不溶于水；
（3）測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)利用的是壓強的改變，所以若把紅磷換成木炭，木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強，達不到實驗?zāi)康模?BR>故答案為：否；木炭燃燒后生成了二氧化碳氣體，瓶內(nèi)壓強基本不變；
（4）紅磷的量不足，使瓶內(nèi)氧氣未耗盡； 裝置漏氣，使外界空氣進入瓶內(nèi)； 未冷卻至室溫就打開止水夾，使進入瓶內(nèi)水的體積減少；燒杯中的水不夠等都會使進入的水少于五分之一；
故答案為：紅磷的量不足；裝置漏氣．

點評：在做測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)實驗時選擇的藥品只能跟空氣中的氧氣反應(yīng)不能跟其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，同時還不能產(chǎn)生氣體．