Question

【題目】在“空氣中氧氣含量的測定”實驗探究中，甲同學設計了如下實驗方案：

在燃燒匙內盛過量紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾。（實驗裝置如下圖所示）回答下列問題：

①實驗過程中，觀察到的主要現象是_________，反應的文字表達式是_____________。

②待燒杯中的水不能再進入集氣瓶后，打開橡膠塞，將集氣瓶中的水全部倒入量筒中，測得其中水的體積為76ml。該同學在實驗前設法準確地測定了集氣瓶的容積為400mL。則該同學測得的空氣中氧氣的體積分數為________％。與理論值21%相比較，產生誤差的原因很可能是___________________（要求答出兩種），該同學測定集氣瓶容積的最簡單方法是：_________________________。

③乙同學也設計了一個實驗方案，裝置和操作同上，只不過用木炭代替了紅磷。當木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾后，水能否進入集氣瓶？_________，為什么？______。

④這個實驗除了可以得出氧氣約占空氣體積的1/5的結論外，還可能推論出氮氣的物理性質是:_______； 氮氣的化學性質是__________________________。

Answer 1

【答案】 紅磷燃燒產生大量的白煙；燒杯中的水進入集氣瓶中，水的體積約占集氣瓶容積的1/5 紅磷＋氧氣五氧化二磷 19 （1）紅磷量不足；（2）裝置漏氣；（3）沒有等到裝置冷卻就打開彈簧夾；（4）燒杯中的水不足或導管伸入水中過短 （任選兩種） 將集氣瓶裝滿水，然后將水全部倒入量筒中，測得水的體積即是集氣瓶容積 不能 木炭燃燒生成二氧化碳氣體，瓶內氣壓不會減小 氮氣難溶于水 氮氣不支持燃燒

【解析】保證本實驗成功的關鍵是：裝置的氣密性要好；紅磷要足量；要冷卻到室溫再讀數。紅磷燃燒的現象是：發黃光、放熱、冒出大量白煙；實驗結束后，打開止水夾，水倒吸進入集氣瓶，約占集氣瓶容積的五分之一；用木炭代替紅磷，水不會進入集氣瓶，因為碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，內外沒有產生壓強差；

解：①實驗過程中，觀察到的主要現象是：紅磷燃燒產生大量的白煙；燒杯中的水進入集氣瓶中，水的體積約占集氣瓶容積的1/5 ；反應的文字表達式是：紅磷＋氧氣 五氧化二磷；

②則該同學測得的空氣中氧氣的體積分數為： =19％；與理論值21%相比較，產生誤差的原因很可能是：①紅磷的量不足；②裝置氣密性不好(其他合理答案均可)；該同學測定集氣瓶容積的最簡單方法是：將集氣瓶裝滿水，然后將水全部倒入量筒中，測得水的體積即是集氣瓶容積；

③用木炭代替紅磷，水不會進入集氣瓶，因為碳與氧氣反應生成了二氧化碳氣體，內外沒有產生壓強差；

④物理性質：無色(或難溶于水等合理答案均可)

化學性質：不能與紅磷反應(或沒有助燃性等合理答案均可)。