Question

20．已知空气的主要成分是氮气和氧气，某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：
（1）此实验中要求装置气密性良好，检查该装置气密性的方法是组装仪器，打开止水夹，双手紧握集气瓶，导管末端伸入液面以下，观察导管口是否有气泡冒出．若有气泡，则气密性良好．反之，气密性不好，需要检查后再次检验
（2）由本实验还可推知氮气的哪些性质？试写出其中的一种难溶于水（或不支持燃烧）
（3）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？否（填“能”或“否”）．理由是：木炭燃烧消耗的氧气体积被生成的二氧化碳填充．

Answer 1

分析 （1）气密性检查是实验过程的一个重要环节，对于空气成分的测定实验尤为重要．不同的实验装置，由于本身的结构特点不同，所以采取的方法也就不同．对于给定的装置，我们可以看到，本身已经构成密闭体系，且给了盛水的烧杯，在结合给试管检查气密性的实验就很容易想到用双手紧握集气瓶的方法，但是需要注意我们的装置现在有止水夹固定了，所以一定在描述中对止水夹的使用做出准确的说明．方法很多，我们也可以借鉴与长颈漏斗的检查的类似方法来达到实验目的；
（2）根据实验现象来分析氮气的性质；
（3）在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．

解答 解：（1）由于装置相对较大，另外就是涉及到的仪器较多，所以略显复杂．但是可以将集气瓶看成是试管，这样貌似陌生的仪器就很熟悉了，就是教材上那个气密性检查的仪器组合．止水夹的存在要在实验中做出准确的描述，开始和结束中止水夹的状态都将影响实验的结果．所以在实验操作的说明中要明确详细说明．对实验的检查结果要给必要的结论，装置气密性的良好与否与对应的实验现象的关系要予以说明．故答案为：组装仪器，打开止水夹，双手紧握集气瓶，导管末端伸入液面以下，观察导管口是否有气泡冒出．若有气泡，则气密性良好．反之，气密性不好，需要检查后再次检验；
（2）由实验现象：红磷燃烧一段时间后熄灭，冷却后打开止水夹，进入集气瓶的水的体积约占集气瓶容积的五分之一，可知氮气的性质有：氮气难溶于水，氮气不能支持燃烧，氮气不能燃烧等．故填：难溶于水（或不支持燃烧）；
（3）若将红磷换成碳粉，该实验不能获得成功，理由是碳粉燃烧生成的产物在常温下是气体．故填：否；木炭燃烧消耗的氧气体积被生成的二氧化碳填充．

点评 本题通过考查用红磷测定氧气在空气中含量的实验的注意事项，学会实验数据的处理或者误差分析的方法及技巧是解题的关键．