Question

19．实验课上，老师和同学们用如图所示的装置测定空气中氧气的含量．
（1）红磷在集气瓶中燃烧的现象是产生大量白烟，最后熄灭，发生反应的文字表达式为红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷，该反应的反应类型为化合反应．
（2）待红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开止水夹可观察到集气瓶内水面上升至处1（填“1”、“2”、“3”或“4”），由此可得出空气中氧气的体积分数约为$\frac{1}{5}$．
（3）若做该实验时，红磷的量不足，实验结果将偏小（填“偏小”或“偏大”）．
（4）剩余气体的主要成分是氮气，由该实验可推出该气体的化学性质不活泼（填“活泼”或“不活泼”）的结论．

Answer 1

分析 在测定空气中氧气的含量时，我们常用在密闭的容器中燃烧红磷或白磷的方法，因为磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论．保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数．据此分析回答有关的问题．

解答 解：（1）红磷在集气瓶中燃烧的现象是：红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热．发生反应的文字表达式为：红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；符合多变一，属于化合反应；
（2）待红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开止水夹后观察到的现象是：有水进入集气瓶且约占集气瓶剩余体积的$\frac{1}{5}$，集气瓶内水面上升至处1，由此可得出空气中氧气的体积分数约为 $\frac{1}{5}$．
（3）红磷的量不足，不能全部消耗氧气，实验结果将偏小；
（4）红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气．由红磷的熄灭，说明了氮气不燃烧、不支持燃烧；由冷却，打开弹簧夹，烧杯中的水倒流进集气瓶中，液面上升到一定高度不再上升．说明了氮气的溶解性是难溶于水．
答案：
（1）产生大量白烟，最后熄灭；红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；化合反应；
（2）1；$\frac{1}{5}$；
（3）偏小；
（4）氮气；不活泼．

点评 本题考查了实验室探究空气中氧气的含量，对实验成功的操作进行了系统性的考查，有利于培养学生的实验操作能力和严谨科学的实验态度，特别是对分析实验能力的培养．