Question

7．設計測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該圖學的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．           
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝人足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞．
③充分反應后，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，目的是使集氣瓶中的氧氣完全消耗．
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$處該反應的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．

Answer 1

分析 根據紅磷燃燒的現象和測定空中氧氣體積分數的原理、注意事項分析．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，使得內外產生氣壓差，從而得到正確的結論．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進行分析．

解答 解：（1）實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內外產生壓強差，水被吸入占據氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；故答案為：使集氣瓶中的氧氣完全消耗；
（2）由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內的壓強減小，打開止水夾后觀察到的現象是：水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，進入水的體積就是空氣中氧氣的體積，由此可以得出的結論是：氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；紅磷燃燒生成五氧化二磷，該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
答案：
（1）使集氣瓶中的氧氣完全消耗；
（2）水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$處；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．

點評 本考點是測定氧氣在空氣中的體積分數，實驗中要注意裝置的嚴密性、所用藥品的量、生成物的狀態(tài)、誤差分析、對實驗現象的分析等，培養(yǎng)了學生的分析推理能力和嚴謹的實驗態(tài)度．