Question

小華同學設計了如圖所示的實驗裝置來測定空氣中氧氣的含量．實驗步驟是：①先用彈簧夾橡皮管；②點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷；③將燃燒的紅磷迅速插入瓶內(nèi)，并把塞子塞緊；④燃燒完畢，冷卻后打開彈簧夾．
分析探究：
（1）實驗中可觀察到白磷燃燒，產(chǎn)生

大量白煙，放出熱量

．該反應的文字表達式

白磷+氧氣

點燃

五氧化二磷

．
（2）燃燒完畢，冷卻后打開彈簧夾，可觀察到燒杯中的水

進入集氣瓶，水位上升約

1

5

其原因是

紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣，使得瓶內(nèi)壓強減少

．由此可得出的結(jié)論是：

空氣中約含

1

5

體積的氧氣

（3）由上述現(xiàn)象，可猜測瓶中剩余氣體具有的性質(zhì)：

難溶于水；不和氧氣反應，不支持燃燒等

．
（4）若實驗過程中，發(fā)現(xiàn)進入瓶內(nèi)水的體積小于

1

5

，可能的原因有

①②③④

．
①紅磷用量偏少；②裝置漏氣；③反應后沒有冷卻到原來溫度就打開彈簧夾；④燒杯中水太少．
（5）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？

不能

，理由是

炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)壓強基本不變

．

Answer 1

分析：（1）白磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，該反應生成了五氧化二磷，可以據(jù)此寫出該反應的文字表達式；
（2）測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷的方法，生成的白色固體是五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，從而得出結(jié)論；
（3）對比氧氣和環(huán)境來具體分析氮氣的性質(zhì)；
（4）保證本實驗成功的關(guān)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；
（5）考慮消耗氧氣后不能生成氣體．

解答：解：（1）白磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出熱量，該反應生成了五氧化二磷，出該反應的文字表達式為：白磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（2）紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣，使得瓶內(nèi)壓強減少，打開彈簧夾后，有水進入集氣瓶，水位上升約

1

5

，水位上升的體積就是氧氣的體積，由此可得出結(jié)論：空氣中約含

1

5

體積的氧氣；
（3）氮氣的性質(zhì)的歸納，要從本實驗的實際來進行，不要脫離題目去回答和分析．實驗中當裝置內(nèi)進入水以后，氮氣依然能夠存在這就說明氮氣是難溶于水的也不和水反應．另外在紅磷和氧氣反應的過程中，氮氣沒有被消耗，所以氮氣不和氧氣、紅磷反應，可以概括為性質(zhì)穩(wěn)定，當然也可以分開敘述，就是不和氧氣反應，不支持燃燒等；
（4）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?cè)莘e的五分之一的結(jié)果．故答案為：①②③④．
（5）炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流，故不能將紅磷換成炭粉．
故答案為：（1）產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；白磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；
（2）進入集氣瓶，水位上升約

1

5

；紅磷燃燒消耗了空氣中的氧氣，使得瓶內(nèi)壓強減少；空氣中約含

1

5

體積的氧氣；
（3）難溶于水；不和氧氣反應，不支持燃燒等；
（4）①②③④；
（5）不能；炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)壓強基本不變

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(jié)論和注意事項，難度稍大．