Question

某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖．

該同學的實驗步驟如下：
①將1圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞．
③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾．請回答下列問題：
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是

充分與氧氣反應

，寫出發生反應的表達式

磷+氧氣

點燃

五氧化二磷

，該反應的基本類型是

化合反應

．
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是

水沿導管進入集氣瓶約占空氣體積的五分之一

，由此可得出空氣中氧氣的體積約為

五分之一

，集氣瓶中的氣體主要是氮氣，由此實驗可以推測氮氣的性質：其中物理性質是

難溶于水

，化學性質是

化學性質穩定

．
（3）這個實驗可否用硫或者木炭來代替紅磷

否

（填“是”或者“否”）原因是

燃燒后產生氣體，壓強沒有明顯變化

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

節能、環保、實驗數據準確等

．

Answer 1

分析：本題考查的是空氣中氧氣的體積分數的實驗，在本實驗中應用的原理就是改變集氣瓶的壓強，達到實驗的目的．

解答：解：（1）為了使集氣內的氧氣完全消耗完在做實驗時紅磷要過量，紅磷燃燒的化學方程式是磷+氧氣

點燃

五氧化二磷，該反應中反應物有兩種，生成物是一種，屬于化合反應．
故答案為：充分與氧氣反應；磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；化合反應；
（2）紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內的壓強減小，打開止水夾后觀察到的現象是水沿導管進入集氣瓶約占空氣體積的五分之一，可以得出空氣中氧氣的體積約為五分之一；因為進入水的體積約為容積的五分之一，所以得出氮氣難溶于水、化學性質穩定的性質．
故答案為：水沿導管進入集氣瓶約占空氣體積的五分之一；五分之一；難溶于水；化學性質穩定；
（3）測定空氣中氧氣的體積分數利用的是壓強的改變，所以若把紅磷換成硫磺或木炭，因硫磺或木炭和氧氣反應又生成二氣體，沒有改變集氣瓶內的壓強，所以達不到實驗目的；圖2裝置優點是節能、環保、實驗數據準確等．
故答案為：否；燃燒后產生氣體，壓強沒有明顯變化；節能、環保、實驗數據準確等．

點評：在做測定空氣中氧氣的體積分數實驗時選擇的藥品只能跟空氣中的氧氣反應不能跟其它物質發生反應，同時還不能產生氣體．