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將圖中的集氣瓶分為5等分，并作好標記．
②在帶橡膠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，塞緊橡膠塞．
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：

確保集氣瓶內的氧氣消耗盡

．
（2）步驟③中打開止水夾后觀察到的現象是

燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處

，由此可得出空氣中氧氣的體積約為

五分之一

．
（3）寫出紅磷燃燒的化學方程式：

4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅

．
（4）寫出碳燃燒的化學方程式：

C+O₂

點燃  .

CO₂

，結合化學方程式回答能否用木炭代替紅磷完成上述探究實驗：

不可以

（填“可以”或“不可以”），原因是

木炭燃燒生成了二氧化碳氣體，不能使瓶中壓強出現明顯的變化

．

Answer 1

分析：（1）根據該實驗注意事項分析；
（2）根據紅磷的燃燒結合壓強知識分析，紅磷與氧氣反應生成固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，外界大氣壓會壓著水進入集氣瓶；根據實驗現象分析；
（3）首先根據反應原理找出反應物、生成物、反應條件，根據化學方程式的書寫方法、步驟進行書寫即可；
（4）根據化學方程式的書寫方法、步驟進行書寫即可；根據木炭燃燒的產物結合壓強知識進行解答．

解答：解：（1）實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內外產生壓強差，水被吸入占據氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的，紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；
（2）紅磷與氧氣反應，生成了五氧化二磷固體，所以會導致集氣瓶內壓強減小，水被壓入集氣瓶，進入的水量正好占據集氣瓶內氧氣的空間，約為集氣瓶體積的五分之一；據實驗現象可得出空氣中氧氣的體積分數約為五分之一；
（3）紅磷在氧氣中燃燒生成五氧化二磷，反應的化學方程式為：4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；
（4）碳在氧氣中燃燒生成了二氧化碳，故可以寫出該反應的化學方程式：C+O₂

點燃  .

CO₂；木炭燃燒生成了二氧化碳氣體，不能使瓶中壓強出現明顯的變化，所以實驗失敗；
故答案為：（1）確保集氣瓶內的氧氣消耗盡；
（2）燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；五分之一；
（3）4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；
（4）C+O₂

點燃  .

CO₂；木炭燃燒生成了二氧化碳氣體，不能使瓶中壓強出現明顯的變化．

點評：熟記用紅磷測定空氣里氧氣含量的實驗原理、操作步驟、實驗現象、實驗結論和注意事項是解答這類題目的基礎．