Question

16．某同學(xué)設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗，實(shí)驗裝置如圖．該同學(xué)的實(shí)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(diǎn)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(shí)驗中紅磷需稍過量，目的是將集氣瓶中的氧氣全部耗盡．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是紅磷燃燒放出大量白煙，同時釋放出大量的熱，步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的五分之一，由此可得出氧氣約占空氣體積的五分之一．
（3）該實(shí)驗可推論出氮?dú)怆y（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)不活潑（填“活潑”或“不活潑”）的結(jié)論．
（4）請說出氮?dú)獾囊粭l用途做食品保護(hù)氣．
（5）若將紅磷換成碳粉，實(shí)驗可否成功？不能成功，原因是：碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．

Answer 1

分析 實(shí)驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測定氧氣的目的．
（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差；
（2）紅磷燃燒放出大量白煙，同時釋放出大量的熱；由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強(qiáng)減小，打開止水夾后觀察到：水沿導(dǎo)管倒流進(jìn)入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的五分之一；
（3）在該實(shí)驗中，剩余的氣體主要是氮?dú)猓瑩?jù)此分析；
（4）根據(jù)氮?dú)獾男再|(zhì)進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實(shí)驗的原理分析．

解答 解：實(shí)驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達(dá)到測定氧氣的目的．
（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，故答案為：將集氣瓶中的氧氣全部耗盡；
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是：紅磷燃燒放出大量白煙，同時釋放出大量的熱；由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強(qiáng)減小，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是：水沿導(dǎo)管倒流進(jìn)入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的五分之一，由此可得出氧氣約占空氣體積的五分之一，故答案為：紅磷燃燒放出大量白煙，同時釋放出大量的熱；水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的五分之一；五分之一；
（3）在該實(shí)驗中，剩余的氣體主要是氮?dú)猓�說明氮?dú)怆y溶于水、化學(xué)性質(zhì)不活潑等，故答案為：難；不活潑；
（4）氮?dú)獾挠猛竞芏啵�例如做食品保護(hù)氣、制氮肥等，故答案為：做食品保護(hù)氣；
（5）若將紅磷換成碳粉，實(shí)驗不能成功，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流，故答案為：不能；碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強(qiáng)基本不變，水不倒流．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對實(shí)驗原理與實(shí)驗操作的理解等，難度中等，清楚實(shí)驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識與綜合運(yùn)用知識分析問題、解決問題的能力．