Question

20．已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣，某課外活動小組設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖所示：
（1）此實驗中要求裝置氣密性良好，檢查該裝置氣密性的方法是組裝儀器，打開止水夾，雙手緊握集氣瓶，導(dǎo)管末端伸入液面以下，觀察導(dǎo)管口是否有氣泡冒出．若有氣泡，則氣密性良好．反之，氣密性不好，需要檢查后再次檢驗
（2）由本實驗還可推知氮氣的哪些性質(zhì)？試寫出其中的一種難溶于水（或不支持燃燒）
（3）若將紅磷換成炭粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？否（填“能”或“否”）．理由是：木炭燃燒消耗的氧氣體積被生成的二氧化碳填充．

Answer 1

分析 （1）氣密性檢查是實驗過程的一個重要環(huán)節(jié)，對于空氣成分的測定實驗尤為重要．不同的實驗裝置，由于本身的結(jié)構(gòu)特點不同，所以采取的方法也就不同．對于給定的裝置，我們可以看到，本身已經(jīng)構(gòu)成密閉體系，且給了盛水的燒杯，在結(jié)合給試管檢查氣密性的實驗就很容易想到用雙手緊握集氣瓶的方法，但是需要注意我們的裝置現(xiàn)在有止水夾固定了，所以一定在描述中對止水夾的使用做出準確的說明．方法很多，我們也可以借鑒與長頸漏斗的檢查的類似方法來達到實驗?zāi)康模?br />（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象來分析氮氣的性質(zhì)；
（3）在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)．

解答 解：（1）由于裝置相對較大，另外就是涉及到的儀器較多，所以略顯復(fù)雜．但是可以將集氣瓶看成是試管，這樣貌似陌生的儀器就很熟悉了，就是教材上那個氣密性檢查的儀器組合．止水夾的存在要在實驗中做出準確的描述，開始和結(jié)束中止水夾的狀態(tài)都將影響實驗的結(jié)果．所以在實驗操作的說明中要明確詳細說明．對實驗的檢查結(jié)果要給必要的結(jié)論，裝置氣密性的良好與否與對應(yīng)的實驗現(xiàn)象的關(guān)系要予以說明．故答案為：組裝儀器，打開止水夾，雙手緊握集氣瓶，導(dǎo)管末端伸入液面以下，觀察導(dǎo)管口是否有氣泡冒出．若有氣泡，則氣密性良好．反之，氣密性不好，需要檢查后再次檢驗；
（2）由實驗現(xiàn)象：紅磷燃燒一段時間后熄滅，冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶的水的體積約占集氣瓶容積的五分之一，可知氮氣的性質(zhì)有：氮氣難溶于水，氮氣不能支持燃燒，氮氣不能燃燒等．故填：難溶于水（或不支持燃燒）；
（3）若將紅磷換成碳粉，該實驗不能獲得成功，理由是碳粉燃燒生成的產(chǎn)物在常溫下是氣體．故填：否；木炭燃燒消耗的氧氣體積被生成的二氧化碳填充．

點評 本題通過考查用紅磷測定氧氣在空氣中含量的實驗的注意事項，學(xué)會實驗數(shù)據(jù)的處理或者誤差分析的方法及技巧是解題的關(guān)鍵．