Question

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等分，并作好标记．
②在带橡胶塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷；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，塞紧橡胶塞．
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：

确保集气瓶内的氧气消耗尽

．
（2）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是

烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处

，由此可得出空气中氧气的体积约为

五分之一

．
（3）写出红磷燃烧的化学方程式：

4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅

．
（4）写出碳燃烧的化学方程式：

C+O₂

点燃  .

CO₂

，结合化学方程式回答能否用木炭代替红磷完成上述探究实验：

不可以

（填“可以”或“不可以”），原因是

木炭燃烧生成了二氧化碳气体，不能使瓶中压强出现明显的变化

．

Answer 1

分析：（1）根据该实验注意事项分析；
（2）根据红磷的燃烧结合压强知识分析，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；根据实验现象分析；
（3）首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可；
（4）根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可；根据木炭燃烧的产物结合压强知识进行解答．

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）红磷与氧气反应，生成了五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的五分之一；据实验现象可得出空气中氧气的体积分数约为五分之一；
（3）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅；
（4）碳在氧气中燃烧生成了二氧化碳，故可以写出该反应的化学方程式：C+O₂

点燃  .

CO₂；木炭燃烧生成了二氧化碳气体，不能使瓶中压强出现明显的变化，所以实验失败；
故答案为：（1）确保集气瓶内的氧气消耗尽；
（2）烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处；五分之一；
（3）4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅；
（4）C+O₂

点燃  .

CO₂；木炭燃烧生成了二氧化碳气体，不能使瓶中压强出现明显的变化．

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．