Question

17．已知空气的主要成分是氮气和氧气，某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图所示：
（1）红磷燃烧时的现象发出黄光，产生大量白烟．
（2）待燃烧停止，白烟消失并冷却后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水量约是集气瓶中空气体积的$\frac{1}{5}$．
（3）此实验得出的结论是氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．
（4）某同学在做该实验时，进入集气瓶的水不到总容积的$\frac{1}{5}$（即测得的氧气体积分数小于$\frac{1}{5}$．）请你分析其中可能的原因（至少写两点）：
①装置漏气；
②红磷不足（或没有冷却至室温就打开止水夹）．

Answer 1

分析 本题是测定空气中氧气的含量，我们常用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．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．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．

解答 解：（1）红磷在空气中燃烧的现象是：红磷燃烧，产生大量白烟；故填：发出黄光，产生大量白烟；
（2）红磷燃烧消耗氧气，集气瓶内压强减小，外界气压将水沿导管压入集气瓶，倒流入水的体积等于减少的氧气的体积，大约占集气瓶体积的五分之一；故填：$\frac{1}{5}$；
（3）水倒流入集气瓶中的体积有五分之一，说明氧气约占空气体积的五分之一；故填：氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
（4）若实验后发现测定结果小于五分之一，可能的原因是装置漏气，或红磷不足，或没有冷却至室温就打开止水夹．
故填：装置漏气，红磷不足（或没有冷却至室温就打开止水夹）．

点评 本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度不大，能够考查学生分析问题能力．