Question

8．某同學設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖，該同學的實驗步驟如圖：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，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②集氣瓶中紅磷燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，放熱，其反應(yīng)的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是水沿導管進入集氣瓶中且占容積的$\frac{1}{5}$；
（3）若將紅磷換成碳粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？不能，原因是木炭和氧氣反應(yīng)又生成二氧化碳，沒有改變集氣瓶內(nèi)的壓強．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)紅磷能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷，五氧化二磷是一種固體進行分析；
（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）根據(jù)碳和硫與氧氣反應(yīng)的生成物考慮．

解答 解：（1）為了使集氣內(nèi)的氧氣完全消耗完在做實驗時紅磷要過量，
（2）步驟②集氣瓶中紅磷燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，放熱；紅磷能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷，其反應(yīng)的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強減小，步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是水沿導管進入集氣瓶中且占容積的$\frac{1}{5}$；
（3）測定空氣中氧氣的體積分數(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 />否；木炭燃燒后生成了二氧化碳氣體．
答案：
（1）使空氣中的氧氣全部消耗完；
（2）產(chǎn)生大量白煙，放熱；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；水沿導管進入集氣瓶中且占容積的$\frac{1}{5}$；
（3）不能；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．

點評 在做測定空氣中氧氣的體積分數(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．