Question

我校某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入一定量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹．
请回答下列问题：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是

 

．
（2）步骤②集气瓶中的主要现象是

 

，其反应的文字表达式（或化学表达式）为

 

；
步骤③中打开止水夹后观察到的现象是烧杯中的水沿着导管进入集气瓶的“1”处，由此可得出空气中氧气的体积分数约为

 

；但实验的结果往往是进入集气瓶中的水小于理论值，其原因可能是

 

（任写一点）．
（3）若将红磷换成木炭粉，该实验

 

（选填“能”、“不能”）获得成功，原因是

 

．

Answer 1

考点：空气组成的测定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：空气与水

分析：（1）依据红磷能与空气中的氧气反应生成五氧化二磷，五氧化二磷是一种固体进行分析．
（2）②根据红磷燃烧时的现象解答，写出化学方程式；③红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶；
（3）在该实验中应用的原理就是改变集气瓶的压强，达到实验的目的．

解答：解：
（1）实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的．红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗．
（2）②红磷与氧气反应，生成了白烟五氧化二磷固体，化学方程式为：4P+5O₂ 

点燃  .

2 P₂O₅；③红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶；进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积1/5；实验的结果往往是进入集气瓶中的水小于理论值，其原因可能是装置漏气．
（3）测定空气中氧气的体积分数利用的是压强的改变，所以若把红磷换成木炭，木炭和氧气反应又生成二氧化碳，没有改变集气瓶内的压强，达不到实验目的．
答案：
（1）保证尽量把氧气消耗完，使测得的氧气体积更准确
（2）②红磷继续燃烧，产生大量的白烟，放出热量；
4P+5O₂ 

点燃  .

2 P₂O₅ 
③1/5；装置漏气
（3）不能，因为瓶内外压强没有改变

点评：熟记用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项是解答这类题目的基础．