Question

16．空氣、水是人類賴以生存的自然資源．測定空氣中氧氣體積分數的實驗裝置如圖所示．在集氣瓶內加入少量的水，并五等分水面以上的容積，做上記號．用彈簧夾夾緊乳膠管．點燃燃燒匙內足量的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊．
①寫出紅磷在空氣中燃燒的文字表達式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
②待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
③紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是氮氣．該氣體難（填“易”或“難”）溶于水，不支持（填“支持”或“不支持”）燃燒．
④學校興趣小組用鎂條代替紅磷做同樣實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，卻發(fā)現進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%．根據空氣的組成可推測出減少的氣體還有氮氣．
⑤能否用蠟燭代替紅磷做同樣實驗？不能，理由是蠟燭燃燒生成的產物是二氧化碳氣體，瓶內壓強變化不大，不能測出空氣中氧氣的含量．

Answer 1

分析 ①根據化學反應的原理來分析解答；
②根據空氣中氧氣約占其體積的五分之一結合現象分析；
③根據空氣的成分及剩余氣體的性質分析；
④根據空氣中各成分的體積分數來分析；
⑤根據蠟燭燃燒的產物以及測定空氣中氧氣含量的原理來分析．

解答 解：①磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷；故填：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
②待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水面最終上升約至1刻度處，進入的水的體積即為消耗的氧氣的體積．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；故填：$\frac{1}{5}$；
③紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是氮氣，由進入五分之一體積的水后就不再進入可知，氮氣難溶于水，由紅磷的熄滅說明了該氣體不支持燃燒；故填：氮氣；難；不支持；
④氧氣約占空氣體積的21%，用鎂條代替紅磷做同樣實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，卻發(fā)現進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%，這說明減少的氣體還有氮氣，故填：氮氣；
⑤已知蠟燭燃燒生成二氧化碳，用蠟燭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量是不正確，其原因是：蠟燭燃燒生成的產物是二氧化碳氣體，瓶內壓強變化不大，不能測出空氣中氧氣的含量．故填：不能，蠟燭燃燒生成的產物是二氧化碳氣體，瓶內壓強變化不大，不能測出空氣中氧氣的含量．

點評 本題主要全面地考查了測定空氣中氧氣體積分數的實驗，只有全面地實驗的原理、步驟、注意的事項才能完成有關的問題．