Question

18．某同學利用如圖所示裝置來測定空氣中氧氣的含量．
（1）實驗操作主要步驟如下：
①將燃燒匙伸入集氣瓶中，并塞緊塞子；
②點燃燃燒匙中的紅磷；
③先用彈簧夾夾緊橡皮管；
④燃燒停止后，松開彈簧夾
正確的操作順序是③②①④；
（2）該實驗中紅磷稍過量的目的是使集氣瓶內的氧氣消耗完；
（3）該同學在實驗中測定的氧氣的體積含量明顯低于集氣瓶容積的$\frac{1}{5}$請你分析造成這一結果的可能原因是裝置漏氣（或紅磷不足或沒有冷卻至室溫就打開止水夾）；
（4）通過該實驗可得出關于空氣成分的結論是氧氣占空氣體積的五分之一．
（5）紅磷燃燒結束后，集氣瓶內剩余氣體的主要成分是氮氣，請結合本實驗推測出氮氣的性質：氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應．

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，使得內外產生氣壓差，從而得到正確的結論；保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數．

解答 解：（1）在利用如圖所示裝置來測定空氣中氧氣的含量時，先用彈簧夾夾緊橡膠管，然后點燃燃燒匙中的紅磷，立即將燃燒匙伸入集氣瓶中，并塞緊塞子，等燃燒停止后，冷卻至室溫時再松開彈簧夾．所以正確的操作順序是：③②①④．故填：③②①④；
（2）要測定空氣中氧氣的含量，應將集氣瓶內的氧氣全部消耗掉，所以該實驗中紅磷需稍過量的目的是：使集氣瓶內的氧氣消耗完；故填：使集氣瓶內的氧氣消耗完；
（3）結果偏小的原因可能有以下幾種：①裝置氣密性不好，在冷卻過程中有外界的空氣進入瓶中；②紅磷量不足，氧氣沒有完全消耗；③實驗沒有等到裝置冷卻至室溫就打開止水夾，由于瓶內氣體溫度偏高，氣壓偏大，會導致測量結果小等；故填：裝置漏氣（或紅磷不足或沒有冷卻至室溫就打開止水夾）；
（4）待紅磷熄滅并冷卻到室溫后，打開彈簧夾，看到的現象：水進入集氣瓶約占集氣瓶體積的五分之一，說明氧氣占空氣體積的五分之一；故填：氧氣占空氣體積的五分之一；
（5）水進入瓶內占五分之一．不再繼續(xù)進入說明氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應；故填：氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應．

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、實驗現象、實驗結論和注意事項是解答這類題目的基礎．