Question

15．已知空气的主要成分是氮气和氧气．某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验．
实验装置如图所示：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是将瓶中的氧气消耗完．
（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由此可得氧气约占空气体积的五分之一．
由本实验还可推知氮气的哪一些性质？试写出其中的一条氮气难溶于水（或氮气不燃烧，也不支持燃烧）．
（3）若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功？否（填“能”或“否”）．理由是碳粉燃烧产物是二氧化碳气体．
（4）红磷熄灭后，打开止水夹后，发现最终进入集气瓶的水的体积小于1/5，试分析其可能的原因（至少写三点）：红磷的用量不足；装置的密封性不好；没有冷却到室温就打开止水夹．

Answer 1

分析 （1）根据红磷的作用进行分析；
（2）根据空气中的氧气约占空气体积的五分之一分析；
（3）在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应；
（4）若实验中测得氧气的体积分数低于五分之一，则造成此误差的原因可能有红磷量太少，没有把装置内的氧气完全消耗；塞子未紧，装置漏气；未冷却到室温便测量．

解答 解：（1）红磷是消耗氧气的，为了充分的消耗完氧气，红磷必须过量，故答案为：将瓶中的氧气消耗完；
（2）空气中的氧气约占空气体积的五分之一，水倒流入集气瓶中的体积只有五分之一，若氮气易溶于水，则倒流入瓶内的水几乎会充满整个集气瓶，因此氮气是难溶于水的；红磷燃烧一会熄灭了，说明氮气不燃烧不支持燃烧，其化学性质不活泼；
故答案：五分之一；氮气难溶于水（或氮气不燃烧，也不支持燃烧）；
（3）若将红磷换成碳粉，该实验不能获得成功，理由是碳粉燃烧生成的产物在常温下是气体，故填：否；碳粉燃烧产物是二氧化碳气体；
（4）可能的原因有：①装置的气密性不好；②红磷的量不足，集气瓶中的氧气没有完全反应；③未待整个装置冷却至室温就打开止水夹．造成水进入集气瓶不到集气瓶体积的五分之一，故填：红磷的用量不足；装置的密封性不好；没有冷却到室温就打开止水夹（其他合理答案均可）．

点评 本考点考查了空气中氧气的含量的探究，并且注重了实验方案的评价，对实验方案进行评价是近几年中考的一个重点．评价包括对实验方案的评价、实验过程的评价、实验结论的评价等，要认真把握．