Question

3．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，目的是確保將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡；
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是紅磷燃燒，生成大量的白煙，其反應(yīng)的文字表達(dá)式為紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（3）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，液面上升在一等分刻度處，由此可得出空氣中氧氣的體積約為空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
（4）該實(shí)驗(yàn)可推論出氮?dú)獠灰兹苡谒�和其具有不能燃燒也不能支持燃燒的化學(xué)性質(zhì)．
（5）若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒塬@得成功？為什么？不能成功，原因因?yàn)樘挤廴紵�消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒現(xiàn)象及反應(yīng)寫(xiě)出反應(yīng)的文字表達(dá)式；
（3）根據(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；
（4）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)；
（5）根據(jù)測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)的原理分析．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過(guò)量，目的是：確保將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡；
（2）點(diǎn)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$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（3）由于紅磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷固體，消耗了瓶?jī)?nèi)的氣體，壓強(qiáng)減小，所以，打開(kāi)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，說(shuō)明氧氣約占空氣體積的五分之一；
（4）由于集氣瓶?jī)?nèi)剩余的氣體主要是氮?dú)猓�由此可知氮�(dú)獾男再|(zhì)是不溶于水、不能燃燒也不能支持燃燒；
（4）不能，因?yàn)樘挤廴紵�消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．
故答為：（1）確保將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡；（2）紅磷燃燒，生成大量的白煙，紅磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；（3）燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；$\frac{1}{5}$；（4）不易；不能燃燒也不能支持燃燒；（5）不能，因?yàn)樘挤廴紵�消耗掉氧氣同時(shí)又生成了二氧化碳等氣體，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．

點(diǎn)評(píng) 本題能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方式考查了氧氣含量的測(cè)定，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(lèi)題目的基礎(chǔ)．