Question

11．某同學用如圖裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)．請你填寫有關空格，并與同學交流．
（1）紅磷燃燒時的主要現(xiàn)象為紅磷燃燒，產生大量白煙，放出大量的熱，待該物質熄滅并冷卻，打開彈簧夾后觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水進入集氣瓶中，集氣瓶中的水面上升，約占總體積的五分之一．
（2）實驗結束后，瓶內剩余$\frac{4}{5}$的氣體主要是氮氣，請根據(jù)現(xiàn)象分析瓶內剩余氣體的物理性質主要有不易溶于水；化學性質是不支持燃燒．
（3）實驗后發(fā)現(xiàn)測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)低于$\frac{1}{5}$，這可能是由什么原因引起的？裝置漏氣，紅磷的量不足．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷燃燒的現(xiàn)象是：燃燒產生大量白煙，放出熱量，紅磷的燃燒結合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應生成固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；
（2）根據(jù)空氣的主要成分是氮氣和氧氣，對比氧氣和環(huán)境來具體分析氮氣的性質；
（3）根據(jù)保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)等進行分析．

解答 解：（1）紅磷燃燒時的主要現(xiàn)象為：紅磷燃燒，產生大量白煙，放出大量的熱，待該物質熄滅并冷卻，打開彈簧夾后觀察到的現(xiàn)象是：燒杯中的水進入集氣瓶中，集氣瓶中的水面上升，約占總體積的五分之一；
（2）空氣的主要成分是氮氣和氧氣，所以實驗結束后，瓶內剩余$\frac{4}{5}$的氣體主要是氮氣，瓶內剩余氣體的物理性質主要：不易溶于水，化學性質是：不支持燃燒；
（3）如果實驗中因紅磷量不足，而氧氣沒有完全消耗或因裝置漏氣而在冷卻，過程中進入少量空氣或未冷卻至室溫而打開彈簧夾或燒杯中的水太少等，都可能出現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積不到總容積的五分之一的結果．
故答案為：（1）紅磷燃燒，產生大量白煙，放出大量的熱，燒杯中的水進入集氣瓶中，集氣瓶中的水面上升，約占總體積的五分之一；
（2）氮氣，不易溶于水，不支持燃燒；
（3）裝置漏氣，紅磷的量不足．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結論和注意事項，難度稍大．