Question

【題目】某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖。該同學的實驗步驟如下：

①按圖1連接好實驗裝置

②______________

③在集氣瓶中加水，并將瓶內的空間分為五等分，用彈簧夾夾緊橡皮管

④在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞。

⑤充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾。

請回答下列問題：

（1）補充第二步實驗操作_______紅磷燃燒的現象是 ________。

（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是________由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為1/5。

（3）該實驗可推論出氮氣有________ 化學性質

（4）若實驗結束后觀察到進入水的體積不足1/5原因可能是________

（5）某同學對實驗進行反思后，提出了改進方案如圖2所示，你認為改進后的優點是______

Answer 1

【答案】檢查裝置的氣密性 生成大量的白煙，放出熱量 燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處 不能燃燒、也不支持燃燒 紅磷的量不足（合理即可） 誤差小或無污染

【解析】

（1）連接好裝置后，為防止裝置漏氣，影響實驗結果，一定要檢驗裝置的氣密性，紅磷燃燒時生成大量的白煙，放出熱量；

（2）紅磷與氧氣反應，生成了五氧化二磷固體，所以會導致集氣瓶內壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據集氣瓶內氧氣的空間，液面上升至刻度一處。所以步驟③中打開止水夾后觀察到的現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數約為1/5；

（3）由于集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣，剩余的紅磷不燃燒，由此可知氮氣化學性質，不能燃燒、也不支持燃燒；

（4）若實驗中進入集氣瓶的水小于1/5，原因可能是：裝置漏氣最終會使瓶內氣體減少的少，水倒流入瓶內的就少；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，瓶內氣壓比室溫下偏大，水倒流入瓶內的就少；

（5）通過凸透鏡聚光引燃白磷，不需要打開瓶塞，空氣出不來也進不去，測量比較準確，用酒精燈引燃白磷，磷燃燒生成了五氧化二磷進入空氣會污染空氣，由于磷燃燒放出大量的熱，打開瓶塞時容易使空氣受熱而逸出。所以實驗的優點是：誤差小或無污染。