Question

7．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使空氣中的氧氣全部消耗完．
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象，由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$．該反應(yīng)的文字表達式是紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）實驗過程中，哪些因素會造成水面沒有上升到$\frac{1}{5}$處．①沒有冷卻到室溫就打開止水夾；②裝置漏氣；③紅磷量不足等
（4）該實驗?zāi)芊裼锰�、硫代替紅磷？不能．原因是碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內(nèi)氣體壓強保持不變，水不會進入集氣瓶．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)紅磷能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷，五氧化二磷是一種固體進行分析；
（2）紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；
（3）如果操作不當(dāng)，會影響實驗結(jié)果，甚至?xí)��?dǎo)致實驗失敗．只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項，才能正確解答本題．
（4）根據(jù)碳和硫與氧氣反應(yīng)的生成物考慮．

解答 解：（1）為了使集氣內(nèi)的氧氣完全消耗完在做實驗時紅磷要過量，
故答案為：使空氣中的氧氣全部消耗完；
（2）紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強減�。灰驗檫M入水的體積約為容積的$\frac{1}{5}$，該反應(yīng)的文字表達式是紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，
故答案為：$\frac{1}{5}$、紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）裝置漏氣最終會使瓶內(nèi)氣體減少的少，水倒流入瓶內(nèi)的就少；紅磷量不足，沒有將氧氣完全消耗；沒有冷卻到室溫就打開止水夾，瓶內(nèi)氣壓比室溫下偏大，水倒流入瓶內(nèi)的就少，這樣都會使進入集氣瓶的水不足容積的五分之一；
（4）碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內(nèi)氣體壓強保持不變，水不會進入集氣瓶．
故答案為：
（1）使空氣中的氧氣全部消耗完．
（2）$\frac{1}{5}$．紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）①沒有冷卻到室溫就打開止水夾；②裝置漏氣；③紅磷量不足等
（4）不能．碳與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，雖然都消耗了氧氣，但又生成了氣體，裝置內(nèi)氣體壓強保持不變，水不會進入集氣瓶．．

點評 在做測定空氣中氧氣的體積分數(shù)實驗時選擇的藥品只能跟空氣中的氧氣反應(yīng)不能跟其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，同時還不能產(chǎn)生氣體．