Question

某同學用右圖裝置測定空氣中氧氣的體積分數．請你填寫有關空格，并與同學交流．
（1）該實驗中，紅磷需稍過量，目的是

 

．該物質燃燒反應的文字表達式為

 

．
（2）待該物質熄滅并冷卻后，打開彈簧夾觀察到的現象是

 

；為什么要“待該物質熄滅并冷卻后，打開彈簧夾”？

 

；
（3）實驗后發現測定出的空氣中氧氣的體積分數小于l/5，這可能是由哪幾種原因引起的？

 

（寫一點即可）；
（4）某同學由本實驗得到如下一些結論：①燃燒匙中的紅磷越多，水位上升越高、②空氣含有氮氣、氧氣、二氧化碳和稀有氣體、③可用鐵代替紅磷完成該實驗、④氮氣難溶于水，其中正確的是：

 

（填序號）．

Answer 1

分析：根據已有的知識進行分析，空氣中氧氣約占其體積的五分之一，測定時可以使用紅磷燃燒消耗氧氣使瓶內壓強減小的方法，磷燃燒能生成五氧化二磷；進行此實驗時，必須保證裝置的氣密性良好，紅磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會導致結果不準確．

解答：解：（1）為了使實驗結果準確，要用過量的紅磷確保氧氣被完全消耗掉；磷與氧氣在點燃條件下反應生成五氧化二磷．
（2）打開彈簧夾觀察到的現象是水從燒杯中倒吸入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的

1

5

； 要到裝置冷卻到室溫再打開止水夾的原因是因為溫度高，壓強大．如集氣瓶沒有充分冷卻，會造成水倒流量少甚至無法倒流；
（3）實驗后發現測定出的空氣中氧氣的體積分數低于

1

5

，這可能的原因是：沒有冷卻至室溫，就打開彈簧夾；或裝置氣密性不好；或紅磷量不足，集氣瓶中的氧氣沒有消耗完．
（4）如下這些結論中：①燃燒匙中的紅磷越多，水位上升越高；錯誤，因為空氣中氧氣的體積是一定的；②空氣含有氮氣、氧氣、二氧化碳和稀有氣體；錯誤，此實驗不能證明空氣中有氮氣、二氧化碳和稀有氣體；③可用鐵代替紅磷完成該實驗；錯誤，鐵不能在空氣中燃燒，不能消耗空氣中的氧氣；④氮氣難溶于水；結論正確，故選④．
解：（1）盡可能把氧氣反應掉     紅磷+氧氣

點燃  .

五氧化二磷
（2）水從燒杯中倒吸入集氣瓶中，約占集氣瓶體積的

1

5

．  因為溫度高，壓強大．如集氣瓶沒有充分冷卻，會造成水倒流量少甚至無法倒流．
（3）裝置氣密性不夠好；紅磷量不足
（4）④

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，要了解實驗數據的處理或者誤差分析的方法及技巧．