Question

15．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，打開止水夾．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過量，其目的是確保將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡
（2）步驟③中打開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分?jǐn)?shù)約為．由本實(shí)驗(yàn)還可推知氮?dú)獾哪男┬再|(zhì)？試寫出一種難溶于水，不支持燃燒若將紅磷換成木炭，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊瘾@得成功否（填“能”或“否”）？理由是因?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
（4）小明得出結(jié)論：空氣中氧氣含量小于$\frac{1}{5}$，可能的原因：（寫三點(diǎn)）
1．裝置漏氣2．紅磷量不足3．沒有冷卻到室溫就打開止水夾．

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、反應(yīng)結(jié)合壓強(qiáng)知識(shí)分析．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；根據(jù)測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)的原理分析．
（3）保證本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)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(shù)．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過量，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；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．本實(shí)驗(yàn)還可推知氮?dú)猓弘y溶于水，不支持燃燒；若將紅磷換成炭粉，該實(shí)驗(yàn)不能獲得成功，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．
（3）裝置漏氣最終會(huì)使瓶?jī)?nèi)氣體減少的少，水倒流入瓶?jī)?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?jī)?nèi)氣壓比室溫下偏大，水倒流入瓶?jī)?nèi)的就少；
故答案為：
（1）確保將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣消耗盡；
（2）燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；$\frac{1}{5}$，難溶于水，不支持燃燒．否，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
（4）1． 裝置漏氣；2． 紅磷量不足；3． 沒有冷卻到室溫就打開止水夾．

點(diǎn)評(píng) 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)是解答這類題目的基礎(chǔ)．