Question

19．已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣，某課外活動小組設計測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖所示：
（1）紅磷燃燒的現象：產生濃厚的白煙，放出熱量紅磷在集氣瓶中發生反應的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．該實驗中紅磷稍過量，目的是用紅磷完全消耗瓶中空氣里的氧氣．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，瓶內水量約是集氣瓶體積的$\frac{1}{5}$，瓶內剩余氣體主要是氮氣，試寫出該氣體的一條性質難溶于水（或氮氣不燃燒，也不支持燃燒）；．
（3）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？否，理由是碳粉燃燒產物是二氧化碳氣體，導致瓶內氣體不能明顯減少，氣壓也不會明顯降低，上升水面將明顯不足$\frac{1}{5}$．

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：（1）紅磷在集氣瓶中燃燒，產生濃厚的白煙，放出熱量；磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．該實驗中紅磷稍過量，目的是：用紅磷完全消耗瓶中空氣里的氧氣．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶瓶內的水量約占$\frac{1}{5}$，由本實驗還可以推知氮氣性質有氮氣難溶于水（或氮氣不燃燒，也不支持燃燒）．
（3）若將紅磷換成炭粉，實驗可能失敗，理由是：碳粉燃燒產物是二氧化碳氣體，導致瓶內氣體不能明顯減少，氣壓也不會明顯降低，上升水面將明顯不足$\frac{1}{5}$．
故答案為：
（1）產生濃厚的白煙，放出熱量；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；用紅磷完全消耗瓶中空氣里的氧氣．
（2）$\frac{1}{5}$；氮氣難溶于水（或氮氣不燃燒，也不支持燃燒）；
（3）否；碳粉燃燒產物是二氧化碳氣體，導致瓶內氣體不能明顯減少，氣壓也不會明顯降低，上升水面將明顯不足$\frac{1}{5}$．

點評 本題主要考查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，難度稍大．