Question

17．某同學用如圖裝置測定空氣中氧氣的體積分數(shù)．請你填寫有關(guān)空格．
（1）紅磷之所以能用于測定空氣中氧氣的含量，是因為它只與空氣中的氧氣反應(yīng)，且生成物為固體．
（2）紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，你認為原因是瓶內(nèi)的氧氣消耗完（或瓶內(nèi)的氧氣濃度太低了）．
（3）待該物質(zhì)熄滅并冷卻后，打開彈簧夾可能觀察到的現(xiàn)象是水經(jīng)導氣管流向集氣瓶中，約占剩余容積的$\frac{1}{5}$；由此得出的結(jié)論是空氣中氧氣的體積分數(shù)大約為$\frac{1}{5}$．
（4）實驗后發(fā)現(xiàn)測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)低于$\frac{1}{5}$，這可能的原因是沒有冷卻至室溫，就打開彈簧夾、裝置氣密性不夠好（或紅磷量不足）（任寫兩點）．
（5）若（3）實驗后發(fā)現(xiàn)測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)大于$\frac{1}{5}$，這可能的原因是燃燒的紅磷剛插入集氣瓶時沒有塞緊，燃燒一段時間后再塞緊（或沒有先用彈簧夾夾緊橡皮管）（任寫一點）．
（6）請由本實驗大膽推測氮氣的性質(zhì)．
物理性質(zhì)：難溶于水；
化學性質(zhì)：不能燃燒，也不能支持燃燒．

Answer 1

分析 （1）測定空氣中氧氣含量，所選除氧劑要具備以下特征：（1）本身能夠在空氣中燃燒；（2）本身的狀態(tài)為非氣體；（3）生成的物質(zhì)為非氣態(tài)；
（2）燃燒需要氧氣；
（3）氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
（4）如果操作不當，會影響實驗結(jié)果，甚至會導致實驗失��；
（5）造成測得氧氣的體積分數(shù)大于$\frac{1}{5}$的因素可以從以下方面考慮：a橡皮塞、止水夾有沒有夾緊；b燃燒匙伸入是否過慢；
（6）根據(jù)水進入后氮氣沒有減少，磷燃燒時沒有消耗氮氣來考慮．

解答 解：（1）紅磷可在空氣中燃燒，與氧氣反應(yīng)生成固體五氧化二磷，可用于實驗室測定空氣中氧氣含量，故填：它只與空氣中的氧氣反應(yīng)，且生成物為固體；
（2）紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，是因為氧氣被耗盡或瓶內(nèi)的氧氣濃度過低，不足以支持紅磷燃燒；故填：瓶內(nèi)的氧氣消耗完（或瓶內(nèi)的氧氣濃度太低了）；
（3）待該物質(zhì)熄滅并完全冷卻后，打開彈簧夾觀察到的現(xiàn)象是：水進入集氣瓶，進入的水約占集氣瓶剩余容積的$\frac{1}{5}$，由此得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的五分之一．故填：水經(jīng)導氣管流向集氣瓶中，約占剩余容積的$\frac{1}{5}$；空氣中氧氣的體積分數(shù)大約為$\frac{1}{5}$；
（4）實驗后測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)低于$\frac{1}{5}$，可能的原因是：裝置漏氣、紅磷量不足沒有把瓶內(nèi)氧氣消耗完，沒有冷卻到室溫就打開了止水夾等；故答案為：沒有冷卻至室溫，就打開彈簧夾；裝置氣密性不夠好（或紅磷量不足）；
（5）測定出的空氣中氧氣的體積分數(shù)大于$\frac{1}{5}$，即從瓶中出來一些氣體，由于磷燃燒放熱，由于集氣瓶的瓶塞沒有塞緊，瓶內(nèi)空氣有部分被趕了出來；或者沒有先用彈簧夾夾緊橡皮管，磷燃燒時有部分空氣沿著導管出來了；或者導氣管中的氧氣參與了反應(yīng)等等；故填：燃燒的紅磷剛插入集氣瓶時沒有塞緊，燃燒一段時間后再塞緊（或沒有先用彈簧夾夾緊橡皮管）；
（6）由于水進入后氮氣沒有減少，磷燃燒時沒有消耗氮氣，所以說明氮氣具有難溶于水，既不能夠燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)；故填：難溶于水；不能燃燒，也不能支持燃燒．

點評 本題主要考查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)論和注意事項等，培養(yǎng)了學生在做實驗時一定要有認真、嚴謹、一絲不茍的科學態(tài)度．