Question

某同学用如图装置测定空气中氧气的体积分数．请你填写有关空格，并与同学交流．
（1）该实验中，红磷需稍过量，目的是

尽可能把氧气反应掉

．该物质燃烧反应的符号表达式为

红磷+氧气

点燃

五氧化二磷

．
（2）待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是

水从烧杯中倒吸入集气瓶中，约占集气瓶体积的

1

5

；出现该现象的原因是

磷与氧气反应，消耗了空气中的氧气，使内外产生压强差

；为什么要“待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹”？

因为温度高，压强大．如集气瓶没有充分冷却，会造成水倒流量少甚至无法倒流

（3）实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于

1

5

，这可能是由哪几种原因引起的？

装置气密性不够好；红磷量不足

（4）由本实验还可以推测氮气的性质有

气体难溶于水；不支持燃烧，不和磷反应

．
（5）若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功？

不能

（填能或否）理由是

炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变

．

Answer 1

分析：根据已有的知识进行分析，空气中氧气约占其体积的五分之一，测定时可以使用红磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小的方法，磷燃烧能生成五氧化二磷；进行此实验时，必须保证装置的气密性良好，红磷足量，瓶子冷却后再打开弹簧夹，否则会导致结果不准确．

解答：解：（1）为了使实验结果准确，要用过量的红磷确保氧气被完全消耗掉；磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．
（2）打开弹簧夹观察到的现象是水从烧杯中倒吸入集气瓶中，约占集气瓶体积的

1

5

，因为磷与氧气反应，消耗了空气中的氧气，使内外产生压强差．要到装置冷却到室温再打开止水夹的原因是因为温度高，压强大．如集气瓶没有充分冷却，会造成水倒流量少甚至无法倒流；
（3）实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于

1

5

，这可能的原因是：没有冷却至室温，就打开弹簧夹；或装置气密性不好；或红磷量不足，集气瓶中的氧气没有消耗完．
（4）进入广口瓶中水的体积约为广口瓶体积的五分之一，所以可以判断氮气的物理性质为难溶于水的气体；而红磷没有充分燃烧，反应后剩余，且不能继续燃烧可以判断氮气不能支持燃烧，且不和磷反应；
（5）炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变，水不倒流，故不能将红磷换成炭粉．
故答案为：（1）尽可能把氧气反应掉；红磷+氧气

点燃

五氧化二磷
（2）水从烧杯中倒吸入集气瓶中，约占集气瓶体积的

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；磷与氧气反应，消耗了空气中的氧气，使内外产生压强差； 因为温度高，压强大．如集气瓶没有充分冷却，会造成水倒流量少甚至无法倒流．
（3）装置气密性不够好；红磷量不足
（4）气体难溶于水；不支持燃烧，不和磷反应
（5）不能；炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变

点评：本考点是用红磷测定氧气在空气中的体积分数，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验要具体问题具体分析，根据不同的现象去思考、去探究，从而回答题目给出的问题．本考点主要出现在填空题和实验题中．