Question

10．如圖是測定空氣中氧氣含量的實驗裝置，請根據實驗回答問題．
（1）先用彈簧夾夾緊乳膠管，將燃著的紅磷立即伸入盛有少量水的集氣瓶中，并把塞子塞緊，可觀察到的實驗現象是紅磷劇烈的燃燒，放出熱量，產生大量白煙．紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，你認為原因是氧氣完全反應．待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，又觀察到的實驗現象是水進入集氣瓶，進入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一．
（2）燃燒結束后，集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣．由本實驗可推知氮氣的物理性質是不溶于水；化學性質是不能燃燒，不支持燃燒．
（3）若將紅磷換成木炭粉，該實驗能否獲得成功？不能（填“能”或“不能”）．請解釋原因木炭燃燒生成二氧化碳氣體，生成的二氧化碳氣體占據了氧氣的空間，會導致水不能進入集氣瓶，無法測定空氣中氧氣的含量．
（4）集氣瓶中盛有少量水，目的是吸熱、降溫、減壓，防止膠塞彈開；吸收生成的五氧化二磷，防止污染空氣．
（5）I實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總容積的$\frac{1}{5}$，你認為導致這一結果的原因可能有哪些？（答出2種即可）裝置漏氣、紅磷不足．

Answer 1

分析 （1）紅磷在點燃條件下能和空氣中的氧氣劇烈的反應，放出熱量，產生大量白煙，生成五氧化二磷；
氧氣約占空氣總體積的五分之一；
（2）根據實驗現象可以判斷氮氣的性質；
（3）木炭燃燒生成二氧化碳氣體；
（4）根據集氣瓶中加少量的水的作用是吸熱、降溫、減壓，防止膠塞彈開；吸收生成的五氧化二磷，防止污染空氣解答；
（5）如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失敗．

解答 解：（1）先用彈簧夾夾緊乳膠管，將燃著的紅磷立即伸入盛有少量水的集氣瓶中，并把塞子塞緊，可觀察到的實驗現象是：紅磷劇烈的燃燒，放出熱量，產生大量白煙；
紅磷燃燒一段時間后，自動熄滅了，說明氧氣已經完全反應；
待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，又觀察到的實驗現象是水進入集氣瓶，進入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一．
故填：紅磷劇烈的燃燒，放出熱量，產生大量白煙；氧氣完全反應；水進入集氣瓶，進入集氣瓶中的水約占集氣瓶容積的五分之一．
（2）由本實驗可推知氮氣不溶于水，不能燃燒，不支持燃燒．
故填：不溶于水；不能燃燒，不支持燃燒．
（3）因為木炭燃燒生成二氧化碳氣體，生成的二氧化碳氣體占據了氧氣的空間，會導致水不能進入集氣瓶，無法測定空氣中氧氣的含量．
故填：不能；木炭燃燒生成二氧化碳氣體，生成的二氧化碳氣體占據了氧氣的空間，會導致水不能進入集氣瓶，無法測定空氣中氧氣的含量．
（4）集氣瓶中加少量的水的作用是吸熱、降溫、減壓，防止膠塞彈開；吸收生成的五氧化二磷，防止污染空氣．故填：吸熱、降溫、減壓，防止膠塞彈開；吸收生成的五氧化二磷，防止污染空氣．
（5）如果裝置漏氣，紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開彈簧夾，都能夠導致進入集氣瓶中水的體積不到總容積的$\frac{1}{5}$．故填：裝置漏氣；紅磷不足或沒有冷卻至室溫就打開彈簧夾．

點評 實驗是化學的重要組成部分，正確的實驗操作是得出科學結論的前提條件之一，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為得出正確的結論奠定基礎．