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．该同学的实验步骤如下：①将图中的集气瓶分为5等

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下：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．请回答下列问题：（1）该实验中红磷需稍过量，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______步骤③中打开止水夹后观察到的现象是______．（3）该实验可推论出氮气的性质：______．（任写一条即可）（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？为什么？______．（5）造成实验结果有误差的原因是什么？（写出三条）______．

Answer 1

（1）该实验中红磷需稍过量，目的是：确保将集气瓶内的氧气消耗尽；
（2）点燃的红磷，在集气瓶燃烧，生成大量的白烟．红磷燃烧生成了五氧化二磷，反应的文字表达式为：红磷+氧气

点燃

五氧化二磷；由于红磷与氧气反应生成五氧化二磷固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，所以，打开止水夹后观察到的现是：烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；由此可得出空气中氧气的体积分数约为五分之一．
（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；则该实验可推断出氮气 难溶于水和其化学性质 不活泼的结论；
（4）若将红磷换成炭粉，该实验不能获得成功，因为碳粉燃烧消耗掉氧气同时又生成了二氧化碳等气体，瓶内压强基本不变，水不倒流；
（5）装置漏气最终会使瓶内气体减少的少，水倒流入瓶内的就少；红磷量不足，没有将氧气完全消耗；没有冷却到室温就打开止水夹，瓶内气压比室温下偏大，水倒流入瓶内的就少
故答案为：
（1）确保将集气瓶内的氧气消耗尽；
（2）红磷燃烧，生成大量的白烟，红磷+氧气

点燃

五氧化二磷，烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；
（3）难溶于水
（4）不能，因为碳粉燃烧消耗掉氧气同时又生成了二氧化碳等气体，瓶内压强基本不变，水不倒流；
（5）红磷量不足、气密性不好、未冷却到室温就打开止水夹