Question

某同學(xué)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(xué)的實驗步驟如下：

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   ．

（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是  ，其反應(yīng)的文字表達(dá)式為   ；步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是  ，由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為   ．

（3）該實驗可推論出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)  （填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．

（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？為什么？   成功，原因是   ．

Answer 1

【考點】空氣組成的測定；書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式．

【專題】空氣與水．

【分析】（1）根據(jù)該實驗注意事項分析；

（2）根據(jù)紅磷的燃燒現(xiàn)象、反應(yīng)結(jié)合壓強知識分析．紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進(jìn)入集氣瓶；

（3）氮氣難溶于水，也不能與水發(fā)生反應(yīng)．

（4）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實驗的原理分析．

【解答】解：（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是：確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；

（2）點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙．紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：紅磷+氧氣五氧化二磷；由于紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，所以，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；由此可得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一．

（3）水進(jìn)入瓶內(nèi)占五分之一．不再繼續(xù)進(jìn)入說明氮氣不能與紅磷反應(yīng)，也不能溶于水或與水反應(yīng)化學(xué)性質(zhì)不活潑；

（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流．

故答案為：

（1）確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；

（2）紅磷燃燒，生成大量的白煙；紅磷+氧氣五氧化二磷；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；五分之一；

（3）難；不活潑；

（4）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流．

【點評】熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論和注意事項是解答這類題目的基礎(chǔ)．