Question

已知空气的主要成分是氮气和氧气，某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图1所示：

（1）红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式为________．该实验中红磷须稍过量，目的是________．
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水量约是集气瓶体积的________，由本实验还可以推知氮气的哪一性质？试写出其中一种________．
（3）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？________，理由是________．
（4）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示 ），你认为改进后的优点是：________．

Answer 1

解：（1）磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．该反应的文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷
该实验要测空气中氧气的含量，因此要将瓶内空气中的氧气完全反应掉，因此红磷要稍过量
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水量约是集气瓶容积的，本实验还可以推知氮气性质有：不溶于水，或不燃烧、不助燃
（3）木炭燃烧产生CO₂是气体，瓶内压强不变，水不会倒流，因此换成木炭不可以；
（4）图2是用凹透镜将太阳光聚焦引燃红磷，避免因拨出橡皮塞引燃红磷造成气体逸出，造成实验误差，同时还可避免五氧化二磷逸散到空气中污染空气．
故答案为：（1）磷+氧气五氧化二磷．保证瓶内氧气充分耗尽．
（2），难溶于水或不燃烧不支持燃烧．
（3）不能，木炭燃烧产生CO₂是气体，瓶内压强不变，水不会倒流．
（4）气密性好，可减小误差，防止生成的五氧化二磷逸散到空气中污染空气．
分析：（1）根据红磷燃烧的生成物写出文字表达式，根据实验目的分析红磷过量的原因；
（2）根据实验现象分析氮气的性质；
（3）根据木炭燃烧的产物是气体分析；
（4）根据该装置是密封装置分析其优点．
点评：本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．