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)計測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖所示：
（1）紅磷在集氣瓶中發(fā)生反應(yīng)的文字表達式為磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷，實驗現(xiàn)象：紅磷劇烈的燃燒，產(chǎn)生大量白煙．
（2）該實驗中紅磷稍過量，目的是將空氣中氧氣完全反應(yīng)掉．
（3）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(nèi)水量約是集氣瓶體積的，由本實驗還可以推知氮氣的哪一性質(zhì)？試寫出其中一種．
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗?zāi)芊瘾@得成功？否，理由是炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流．

Answer 1

分析 本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，從而得到正確的結(jié)論．因此在選擇可燃物時，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)．保證本實驗成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．

解答 解：（1）實驗中，紅磷燃燒的現(xiàn)象是：紅磷劇烈的燃燒，產(chǎn)生大量白煙；磷與氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷，該反應(yīng)的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
故答案為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；紅磷劇烈的燃燒，產(chǎn)生大量白煙；
（2）該實驗中紅磷稍過量，目的是將空氣中氧氣完全反應(yīng)掉；
故答案為：將空氣中氧氣完全反應(yīng)掉；
（3）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到現(xiàn)象為：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；由此可知氧氣約占空氣總體積的五分之一；由本實驗還可推知氮氣不溶于水，不能燃燒，不支持燃燒；
故填：$\frac{1}{5}$；不溶于水（或不能燃燒、不支持燃燒等）；
（4）炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流，故不能將紅磷換成炭粉；
故填：否；炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)壓強基本不變，水不倒流．

點評 本考點考查了空氣中氧氣的含量的探究，并且注重了實驗方案的評價，掌握用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項是解題的關(guān)鍵．