Question

【題目】為測定空氣中氧氣的含量，小華、小強、小明三位同學分別設計如下方案：

小華：采用如圖裝置進行實驗.（燃燒匙中藥品為紅磷）請回答下列問題：

（1）點燃紅磷伸入集氣瓶，觀察到紅磷燃燒的現象______________；反應的文字表達式為____________；該實驗中紅磷需稍過量，目的是________________________________________________。

（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到進入集氣瓶中水的體積不到總容積的，你認為其原因可能是______________________、______________________。

小強：設計了如下圖1所示裝置。請根據圖示實驗回答下列問題：

（3）裝置冷卻到室溫，可觀察到U型管內左側液面________________。

（4）通過這個實驗得出的結論是___________________。

（5）此實驗可推知反應后剩余氣體的兩點性質是：①_____________；②____________。

小明：由小華、小強實驗得到啟發，設計了如下圖2的測定實驗，但是他看到的現象是水面并沒有上升約，原因是_______________________________。

Answer 1

【答案】產生大量白煙，生成一種白色固體 紅磷 + 氧氣 五氧化二磷 將集氣瓶中的氧氣全部消耗完 紅磷量不足（或太少） 未冷卻就打開彈簧夾 上升到刻度1 空氣中氧氣的含量約占空氣總體積的1/5 難溶于水 不支持燃燒 蠟燭燃燒有二氧化碳氣體生成，瓶內氣壓基本不變

【解析】

（1）紅磷燃燒產生大量白煙，生成一種白色固體五氧化二磷；反應的文字表式為：紅磷+氧氣五氧化二磷；實驗中紅磷需稍過量的目的是將空氣中的氧氣排盡；

（2）若紅磷的量不足，導致不能將裝置內的氧氣完全反應掉，測得氧氣的體積分數小于五分之一；若裝置漏氣，導致空氣進入集氣瓶內，測得的氧氣的體積分數小于五分之一；若未等到裝置冷卻到室溫，就打開止水夾，測得的氧氣體積分數會小于五分之一；

（3）裝置冷卻到室溫時，可觀察到U型管內左側液面上升，約上升至1處；

（4）通過這個實驗得出的結論是氧氣約占空氣體積的五分之一；

（5）由紅磷燃燒一會熄滅了，說明氮氣不燃燒不支持燃燒，難溶于水；蠟燭燃燒消耗氧氣，但生成物中有二氧化碳氣體，故水面沒有上升到理論位置，由此可總結出測定空氣中氧氣含量的反應物所滿足的條件是：反應物是固體且只和氧氣反應，且反應后不能生成氣體。