Question

如图是测定空气中氧气体积分数的实验装置

请回答以下有关问题：

（1）燃烧匙内盛放的物质是         ，能否直接改用木炭、硫磺等物质做此实验？试说明理由               。

（2）该实验所能观察到的现象为                           ，根据该实验的原理，有同学认为只要对该实验进行适当改进，用木炭、硫磺均可达到预期目的，请你判断该同学可能做怎样的改进？                  ，可能发生的反应的化学方程式为                           。

 

Answer 1

（1）红磷。不能，因为木炭或硫磺，与氧气反应生成的是气体，集气瓶内的气压不会发生明显变化，无法测得空气中氧气的体积。

（2）红磷剧烈燃烧，产生大量白烟，冷却后打开导管中的夹子，烧杯中的水被吸入集气瓶，水面大约上升1/5。采用木炭或硫磺改进此实验，应该是事先在集气瓶中装入一定体积的氢氧化钠溶液，从而吸收掉所生成的二氧化碳或二氧化硫。即：CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O 或SO2＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O

【解析】本题综合考查了测定空气中氧气体积分数的原理、现象以及根据基本原理，对该实验进行探究分析的能力。试题既紧扣课本，又超越了课本，具有一定的挑战性。由于该实验本身利用的是红磷燃烧消耗氧气，生成固体产物，导致集气瓶内气压减小，从而将烧杯中的水吸入集气瓶，通过观察进入的水的体积确定空气中氧气的体积。假如直接用木炭或硫磺，虽然都能与氧气反应，但由于产物是气体，集气瓶内的气压不会发生明显变化，自然无法测得空气中氧气的体积。正因为这样，如果事先在集气瓶中装入一定体积可吸收所产生气体的氢氧化钠溶液，也就照样能达到预期目的。