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將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．

②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．

③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）該實驗中紅磷需稍過量，目的是 ．

（2）步驟②集氣瓶中的現象是 ，其反應的文字表達式為 ；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 ．

（3）該實驗可推論出氮氣 （填“易”或“難”）溶于水和其化學性質 （填“活潑”或“不活潑”）的結論．

（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？ 成功，原因是 ．

Answer 1

【答案】（1）確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡；（2）紅磷燃燒，生成大量的白煙；紅磷+氧氣五氧化二磷；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；五分之一；（3）難；不活潑；（4）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內壓強基本不變，水不倒流．

【解析】（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是：確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡；

（2）點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙．紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的文字表達式為：紅磷+氧氣五氧化二磷；由于紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，所以，打開止水夾后觀察到的現是：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五分之一．

（3）水進入瓶內占五分之一．不再繼續進入說明氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應化學性質不活潑；

（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗不能獲得成功，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內壓強基本不變，水不倒流．