Question

13．某同學(xué)設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．該同學(xué)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(dǎo)管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導(dǎo)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(nèi)，塞緊橡皮塞．
③充分反應(yīng)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，目的是為了充分消耗集氣瓶中的氧氣
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是紅磷繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生大量白煙，一會熄滅，步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是水進入集氣瓶，進入的水約占集氣瓶容積的，由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$．．據(jù)此可證實空氣中氧氣與氮氣的體積比大約為1：4．
（3）該實驗可推論出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水和其化學(xué)性質(zhì)有不燃燒也不支持燃燒
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？為什么？不能（填“能”或“不能”）  成功，原因是炭粉燃燒生成氣體二氧化碳，瓶內(nèi)氣體壓強不會減少．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)測定空氣中氧氣含量實驗的原理和注意事項分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒結(jié)合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應(yīng)生成固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；
（3）根據(jù)實驗的現(xiàn)象分析氮氣的性質(zhì)．
（4）根據(jù)測定空氣中氧氣含量實驗的原理和木炭燃燒的產(chǎn)物分析回答．

解答 解：（1）紅磷與氧氣反應(yīng)，生成了五氧化二磷固體，所以會導(dǎo)致集氣瓶內(nèi)壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據(jù)集氣瓶內(nèi)氧氣的空間，所以紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗．
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是紅磷繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生大量白煙，一會熄滅，步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是 水進入集氣瓶，進入的水約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$，由此可得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$，氮氣的體積約為 空氣的$\frac{4}{5}$．據(jù)此可證實空氣中氧氣與氮氣的體積比大約為1：4；
（3）剩余的氣體主要是氮氣，由水進入瓶內(nèi)占$\frac{1}{5}$，不再繼續(xù)進入，說明氮氣難溶于水，由紅磷的熄滅說明了氮氣的化學(xué)性質(zhì)是：不燃燒也不支持燃燒；
（4）因為木炭燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)的氣體沒有減少，不能測定空氣中氧氣的含量，所以實驗中不能用木炭代替紅磷．
故答為：（1）為了充分消耗集氣瓶中氧氣；
（2）紅磷繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生大量白煙，一會熄滅；
水進入集氣瓶，進入的水約占集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$.1：4；
（3）難，不燃燒也不支持燃燒；
（4）不能，炭粉燃燒生成氣體二氧化碳，瓶內(nèi)氣體壓強不會減少．

點評 選擇消耗氧氣的物質(zhì)時，應(yīng)該是該物質(zhì)只能夠和空氣中的氧氣反應(yīng)，生成物是固體，并且要足量．