Question

10．某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃紅磷，并立即伸入集氣瓶?jī)?nèi)，塞緊橡皮塞．
③充分反應(yīng)后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開(kāi)止水夾．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過(guò)量，目的是充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣．集氣瓶中先裝少量的水，目的是吸收熱量快速降溫．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是生成大量的白煙，放出大量的熱，其反應(yīng)的文字表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；步驟③中打開(kāi)止水夾后觀察到的現(xiàn)象是燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升約為剩余體積的五分之一，由此可得出氧氣的體積約為空氣體積的$\frac{1}{5}$．如果實(shí)驗(yàn)中測(cè)定氧氣的體積所占空氣的體積偏小，可能的原因是紅磷不足，氣密性不好、沒(méi)冷卻到室溫讀數(shù)等
（3）該實(shí)驗(yàn)可推論出氮?dú)怆y（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）若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功？為什么？不能，因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析紅磷的作用及水的作用；
（2）依據(jù)紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶?jī)?nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓會(huì)壓著水進(jìn)入集氣瓶，根據(jù)進(jìn)入水的體積分析空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析誤差；
（3）根據(jù)集氣瓶?jī)?nèi)剩余的氣體主要是氮?dú)夥治龅獨(dú)獾男再|(zhì)；
（4）根據(jù)藥品的選擇分析評(píng)價(jià)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測(cè)定氧氣的目的．紅磷過(guò)量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；因?yàn)榉磻?yīng)放熱，水可以吸熱，等降溫到室溫后才能打開(kāi)彈簧夾；故填：充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣；吸收熱量快速降溫；
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了白煙五氧化二磷固體，所以會(huì)導(dǎo)致集氣瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，水被壓入集氣瓶，進(jìn)入的水量正好占據(jù)集氣瓶?jī)?nèi)氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；若紅磷不足、氣密性不好、沒(méi)冷卻到室溫讀數(shù)等都會(huì)使結(jié)果偏�。还侍睿荷�成大量的白煙，放出大量的熱；磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升約為剩余體積的五分之一；$\frac{1}{5}$；紅磷不足、氣密性不好、沒(méi)冷卻到室溫讀數(shù)等；
（3）水進(jìn)入瓶?jī)?nèi)占五分之一．不再繼續(xù)進(jìn)入說(shuō)明氮?dú)獠荒芘c紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)，因此化學(xué)性質(zhì)不活潑；故填：難；不活潑；
（4）木炭燃燒生成二氧化碳，生成的二氧化碳?xì)怏w占據(jù)了氧氣的空間，會(huì)導(dǎo)致水不能進(jìn)入集氣瓶，因而不能測(cè)定空氣中氧氣的含量；故填：不能，因?yàn)槟咎咳紵�生成二氧化碳�(xì)怏w．

點(diǎn)評(píng) 熟記用紅磷測(cè)定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和注意事項(xiàng)是解答這類題目的基礎(chǔ)．