Question

9．某實驗小組設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，裝置如圖所示．該實驗中，紅磷需稍過量，待燃燒停止，裝置冷卻后，打開止水夾，觀察燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終接近刻度$\frac{1}{5}$處．由此可知，氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
（1）由本實驗還可推知氮氣的哪些性質？試寫出其中的一條物理性質難溶于水 和化學性質不支持燃燒．
（2）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否成功？否（填“能”或“否”）．
（3）若進入瓶中的水的高度略大于$\frac{1}{5}$刻度，則可能的原因是什么？點燃紅磷后沒有迅速伸入瓶中，而是在瓶中停留時間過長．

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，使得內外產(chǎn)生氣壓差，從而得到正確的結論．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發(fā)生反應．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)．

解答 解：（1）根據(jù)燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終接近刻度1處可知，氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；水倒流入集氣瓶中的體積只有的$\frac{1}{5}$，若氮氣易溶于水，則倒流入瓶內的水幾乎會充滿整個集氣瓶，因此氮氣是難溶于水的；紅磷燃燒一會熄滅了，說明氮氣不燃燒不支持燃燒，其化學性質不活潑；
（2）炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變．故不能將紅磷換成炭粉；
（3）若進入瓶中的水的高度略大于$\frac{1}{5}$刻度，則可能的原因是點燃紅磷后沒有迅速伸入瓶中，而是在瓶中停留時間過長．
故答案為：（1）難溶于水；不支持燃燒；（2）否；（3）點燃紅磷后沒有迅速伸入瓶中，而是在瓶中停留時間過長．

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．