Question

16．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．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）該實驗中紅磷與氧氣反應(yīng)的文字表達式是磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是紅磷燃燒發(fā)出黃光、冒出大量的白煙，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)約為空氣體積的$\frac{1}{5}$．
（3）該實驗可推論出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
（4）做這個實驗時，集氣瓶中底部預(yù)先加少量水的目的是降低溫度，吸收五氧化二磷．
（5）若將紅磷換成炭粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？為什么？不能，碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內(nèi)氣體壓強保持不變，水不會進入集氣瓶．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)的原理來分析；
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；
（3）氮氣難溶于水，也不能與水發(fā)生反應(yīng)；
（4）磷燃燒生成五氧化二磷，五氧化二磷能和水反應(yīng)，水的比熱容較大，單位質(zhì)量的水能夠吸收較多的熱量；
（5）根據(jù)碳與氧氣反應(yīng)的生成物考慮．

解答 解：（1）磷與氧氣在點燃的條件下反應(yīng)生成五氧化二磷；故填：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）紅磷燃燒發(fā)出黃光、冒出大量的白煙，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$\frac{1}{5}$；故填：紅磷燃燒發(fā)出黃光、冒出大量的白煙；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；$\frac{1}{5}$；
（3）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)；故填：難；不活潑；
（4）紅磷燃燒法測空氣中氧氣含量，瓶中裝水的作用是降低溫度，吸收五氧化二磷（五氧化二磷有毒）．故填：降低溫度，吸收五氧化二磷；
（5）碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內(nèi)氣體壓強保持不變，水不會進入集氣瓶．故填：不能，碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內(nèi)氣體壓強保持不變，水不會進入集氣瓶．

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)．