Question

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图A．实验步骤如下：①将图中的集气瓶分为5等份，并作

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图A．实验步骤如下：①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹．请回答：（1）该实验中红磷需稍过量，目的是______．集气瓶底要预先放一些水，目的是______．（2）步骤②集气瓶中的现象是______，其反应的符号表达式为4P+5O2 点燃 . 2P2O54P+5O2 点燃 . 2P2O5，该反应属于______反应．步骤③中打开止水夹后观察到的现象______ 由此可得出空气中氧气的体积分数约为______．若未等集气瓶冷却至室温就打开止水夹，则测得氧气体积分数偏______．（3）该实验可推论出氮气______（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质______（填“活泼”或“不活泼”）的结论．（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？______，为什么？______．（5）小倩设计了如图B所示的改进装置，其优点是______（只写一点）．理论上分析，玻璃管内液面最终将上升至______（填“1”或“2”或“3”或“4”） 处，但实测结果液面往往偏低，其原因可能是______（写1条）

Answer 1

（1）实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的，红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗．红磷燃烧生成五氧化二磷，五氧化二磷有毒，集气瓶底要预先放一些水，目的是吸收五氧化二磷，防止污染空气；
（2）红磷燃烧会生成五氧化二磷固体颗粒，所以观察现象会看到白烟，反应的符号表达式是：4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅；符合多变一，属于化合反应；
红磷与氧气反应，生成了五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的五分之一；据实验现象可得出空气中氧气的体积分数约为五分之一；未等集气瓶冷却至室温就打开止水夹，则测得氧气体积分数偏小；
（3）剩余的气体主要是氮气，水进入瓶内占五分之一，不再继续进入说明氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应；
（4）因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少，不能测定空气中氧气的含量，所以实验中不能用木炭代替红磷；
（5）改进的实验可通过铜丝传导热量，使玻璃管中的铜丝和红磷反应，操作比（1）简单；氧气占空气体积的五分之一，所以从理论上液面会上升到刻度1处；若液面偏低，可能是红磷太少或是由于反应放热，导致温度过高，气体膨胀．故答案为：操作简单或实验误差小或不污染空气等；1；红磷不足或未冷却到室温就观察．
故答案为：
（1）确保集气瓶内的氧气消耗尽；吸收五氧化二磷，防止污染空气；
（2）产生大量白烟；4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅；化合；水被压入集气瓶，约为集气瓶体积的五分之一；21%；小；
（3）难；不活泼；
（4）木炭燃烧生成二氧化碳气体，集气瓶内的气体没有减少；
（5）操作简单；1；红磷不足．