Question

已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣．某課外活動小組設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖1所示．
實驗步驟有：①先用止水夾夾緊橡皮管；②點燃燃燒匙里的紅磷；③將燃燒匙插入廣口瓶，并塞上塞子；④燃燒完畢后，打開止水夾．
請根據實驗回答下列問題：
（1）該實驗中，紅磷需過量，目的是

用紅磷完全消耗瓶中空氣里的氧氣

．
（2）將燃燒匙中的紅磷點燃后放入廣口瓶中，能觀察到的實驗現象是

冒出大量的白煙，放出熱量

．待燃燒停止，集氣瓶冷卻到室溫后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，由此可知氧氣約占空氣總體積的

1

5

．
（3）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？

不能

（填“能”或“不能”），理由是

碳粉燃燒產物是二氧化碳氣體，導致瓶內氣壓無明顯變化，水不會進入集氣瓶

．
（4）拔去橡皮塞，迅速將一根燃著的木條伸入瓶中，會看到

燃著的木條熄滅

，然后倒入澄清石灰水，塞緊橡皮塞，觀察到

澄清的石灰水無變化

．
（5）上述現象說明，空氣主要由能支持燃燒的

氧氣

和性質較穩(wěn)定的

氮氣

組成．
（6）某同學對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖2所示），你認為改進后的優(yōu)點是：

裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結果更準確

．

Answer 1

分析：（1）該實驗中紅磷稍過量，目的是用紅磷完全消耗廣口瓶中空氣里的氧氣．
（2）紅磷燃燒的現象是冒出大量的白煙，放出熱量；根據燒杯中的水進入廣口瓶瓶內的水量分析空氣中氧氣的含量；
（3）根據碳粉燃燒生成二氧化碳氣體結合壓強知識進行分析；
（4）根據紅磷燃燒后，廣口瓶中剩余的主要是氮氣，結合氮氣的性質進行分析；
（5）根據實驗現象分析空氣成分的組成；
（6）圖2裝置的優(yōu)點：裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結果更準確；

解答：解：（1）該實驗中紅磷稍過量，目的是用紅磷完全消耗廣口瓶中空氣里的氧氣．
（2）紅磷燃燒的現象是冒出大量的白煙，放出熱量；待燃燒停止，集氣瓶冷卻到室溫后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入廣口瓶瓶內的水量約占廣口瓶容積的

1

5

，由此可知氧氣約占空氣總體積的

1

5

；
（3）若將紅磷換成炭粉，實驗不能獲得成功，理由是：碳粉燃燒產物是二氧化碳氣體，導致瓶內氣壓無明顯變化，水不會進入集氣瓶；
（4）紅磷燃燒后，廣口瓶中剩余的主要是氮氣，氮氣不支持燃燒，因此拔去橡皮塞，迅速將一根燃著的木條伸入瓶中，會看到燃著的木條熄滅；廣口瓶中二氧化碳的量很少，因此倒入澄清石灰水，塞緊橡皮塞，澄清的石灰水無變化；
（5）上述現象說明，空氣主要由能支持燃燒的氧氣和性質較穩(wěn)定的氮氣組成；
（6）圖2裝置的優(yōu)點：裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結果更準確；
故答案為：
（1）用紅磷完全消耗瓶中空氣里的氧氣；
（2）冒出大量的白煙，放出熱量；

1

5

；
（3）不能；碳粉燃燒產物是二氧化碳氣體，導致瓶內氣壓無明顯變化，水不會進入集氣瓶；
（4）燃著的木條熄滅；澄清的石灰水無變化；
（5）氧氣；氮氣；
（6）裝置始終密閉，空氣沒有逸出，實驗結果更準確．

點評：本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，難度稍大．