Question

某同學(xué)設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖所示：該同學(xué)的實驗步驟如下：

①將圖中的集氣瓶分為5等份，并做好標(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）該實驗中紅磷須稍過量，目的是　　；

（2）步驟③中，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是　　，由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為　　．

（3）磷在空氣中燃燒生成的氧化物通常可做強干燥劑．已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，32g氧氣的體積是22.4L．在該條件下，制備71g這種干燥劑所消耗的空氣的體積約為　　 L．

Answer 1

【考點】測定空氣里氧氣含量的探究．

【專題】結(jié)合課本知識的信息；壓軸實驗題．

【分析】只要熟悉用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗現(xiàn)象與實驗原理，就能夠得出本題的正確答案．原理是利用紅磷燃燒，消耗氧氣，產(chǎn)生內(nèi)外壓強差，冷卻后打開止水夾，水沿導(dǎo)管流入集氣瓶中，占據(jù)氧氣的空間，根據(jù)流入水的多少，判斷氧氣的含量．因此紅磷的量要充足，才能把氧氣耗盡．因氧氣約占空氣體積的，燒杯內(nèi)的水沿導(dǎo)管流入集氣瓶中，液面大約在標(biāo)記1處．第（3）需要根據(jù)磷燃燒的化學(xué)方程式，計算出制備71g五氧化二磷需要多少氧氣，然后根據(jù)氧氣在空氣中所占體積分數(shù)計算出空氣的體積．

【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．

（2）充分反應(yīng)后，待集氣瓶冷卻至室溫，集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生壓強差，打開止水夾，燒杯內(nèi)的水沿導(dǎo)管流入集氣瓶中，液面大約在標(biāo)記1處．由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為．

（3）設(shè)制備71g五氧化二磷需要氧氣質(zhì)量為X

4P+5O₂2P₂O₅

160         284

X           71g

解得：X=40g

40g氧氣的體積為： =28L

消耗空氣的體積為：28L÷=140L

故答案為：（1）使集氣瓶中的氧氣完全消耗；

（2）燒杯內(nèi)的水沿導(dǎo)管流入集氣瓶中，液面大約在標(biāo)記1處；1/5；

（3）140L．

【點評】熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論和注意事項是解答這類題目的基礎(chǔ)．