Question

14．小明同學非常善于進行實驗探究，他把課本中測定空氣中氧氣含量的實驗進行了改進，采用如圖所示的裝置進行實驗．
實驗原理是：實驗前先把集氣瓶的容積進行5等分，記下刻度．實驗時，先關閉止水夾，然后點燃燃燒匙中的紅磷，待紅磷燃燒停止并等裝置冷卻到室溫后，再打開止水夾，觀察進入集氣瓶中水的體積．經查閱資料知，紅磷與空氣中的氧氣在點燃的條件下反應只能生成五氧化二磷固體．請你回答下列問題：
（1）為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該進行的操作是檢查裝置的氣密性．
（2）如果用蠟燭代替紅磷進行實驗，能否得到正確的實驗結果？不能，原因蠟燭燃燒生成的產物是二氧化碳氣體，瓶內壓強變化不大，不能測出空氣中氧氣的含量．
（3）寫出紅磷燃燒的文字表達式是：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（4）小紅同學按照小明的實驗原理設計了如圖所示的實驗裝置，你認為該裝置是否合理？氧氣不能充分反應．
（5）各小組均采用圖一裝置實驗，若集氣瓶的容積為100mL，如表是各小組測得的實驗數據通過對表中實驗結果的分析，大多數同學都驗證出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；但是第5小組通過實驗測得的空氣中氧氣含量較少，請你幫助第5小組同學找出兩種可能造成這種實驗結果的原因：
①紅磷的量不足；②裝置漏氣；③未等到冷卻到室溫就打開了止水夾

組別	1	2	3	4	5
進入集氣瓶中水的體積（mL）	20	21	19	20	14

（6）通過實驗，你還可以推測集氣瓶中剩余氣體的性質是：化學性質穩定，難溶于水．

Answer 1

分析 只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，才能正確解答本題．

解答 【解答】解：（1）要測定空氣中氧氣含量，要求裝置的氣密性必須是良好的，為了確保實驗的成功，在裝藥品之前應該進行的操作是檢查裝置的氣密性．
（2）如果用蠟燭代替紅磷進行實驗，不能得到正確的實驗結果，原因是：蠟燭燃燒生成的產物是二氧化碳氣體，瓶內壓強變化不大，不能測出空氣中氧氣的含量．
（3）紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的文字表達式是：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（4）小紅同學按照小明的實驗原理設計了如圖所示的實驗裝置，該裝置是不合理，原因是燃燒匙太高，氧氣不能充分反應．
（5）各小組均采用圖一裝置實驗，若集氣瓶的容積為100mL，如表是各小組測得的實驗數據通過對表中實驗結果的分析，大多數同學都驗證出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，但是第5小組通過實驗測得的空氣中氧氣含量較少，可能造成這種實驗結果的原因①紅磷的量不足；②裝置漏氣；③未等到冷卻到室溫就打開了止水夾等．
（6）空氣中的氧氣消耗完畢后，剩余的主要為氮氣，氮氣不燃燒也不支持燃燒，化學性質穩定，難溶于水，
故答案為：（1）檢查裝置的氣密性．
（2）不能，蠟燭燃燒生成的產物是二氧化碳氣體，瓶內壓強變化不大，不能測出空氣中氧氣的含量．
（3）紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（4）不合理，燃燒匙太高，氧氣不能充分反應．
（5）$\frac{1}{5}$，但①紅磷的量不足；②裝置漏氣；③未等到冷卻到室溫就打開了止水夾．
（6）化學性質穩定，難溶于水．

點評 本題主要全面地考查了測定空氣中氧氣體積分數的實驗，只有全面地實驗的原理、步驟、注意的事項才能完成有關的問題．