Question

16．某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，裝置如圖．該同學的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，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，目的是使氧氣消耗完全；
（2）步驟②中現(xiàn)象是紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙；其反應的文字表達式為紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；步驟③中打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是水回流至集氣瓶標記的1/5處．
（3）該實驗可推論出氮氣難（填“易”或“難”）溶于水．
（4）實驗結束后，發(fā)現(xiàn)水回流少于瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$，請分析可能的原因裝置的氣密性不好/紅磷的量不足等等．（答一條即可）
（5）若將紅磷換成硫粉，該實驗能否獲得成功不能？為什么因為硫燃燒生成二氧化硫是氣體，氣壓不變，水不回流．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實驗注意事項分析；
（2）根據(jù)紅磷的燃燒現(xiàn)象、反應結合壓強知識分析．紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體，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)集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣分析氮氣的性質(zhì)；
（4）根據(jù)實驗注意事項解答；
（5）根據(jù)測定空氣中氧氣含量的實驗的原理分析．

解答 解：（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是：確保將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗盡；
（2）點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙．紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的文字表達式為：紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；由于紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內(nèi)的氣體，壓強減小，所以，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；
（3）由于集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣，由此可知氮氣的性質(zhì)是不溶于水；
（4）實驗結束后，發(fā)現(xiàn)水回流少于瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$，分析可能的原因是：裝置的氣密性不好/紅磷的量不足，等等；
（5）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流．
故答案為：
（1）使氧氣消耗完全；
（2）紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙；紅磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$ 五氧化二磷；水回流至集氣瓶標記的1/5處．
（3）難；
（4）裝置的氣密性不好/紅磷的量不足等等；
（5）不能，因為硫燃燒生成二氧化硫是氣體，氣壓不變，水不回流．

點評 熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結論和注意事項是解答這類題目的基礎．