Question

1．已知空气中氧气的体积分数为21%，小兰同学用如图装置进行验证：
（1）红磷燃烧，冒出大量白烟，冷却后，打开弹簧夹，水进入集气瓶，进入水的体积约为集气瓶中空气总体积的$\frac{1}{5}$．在该实验中，能不能将红磷换成木炭不能（填“能”或“不能”）．
（2）该实验可推论出氮气难（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质不活泼（填“活泼”或“不活泼”）的结论．
（3）实验后发现测得的氧气体积分数小于$\frac{1}{5}$，请你帮她分析造成这种结果的可能原因（至少答两点）：①红磷不足；②装置漏气．

Answer 1

分析 （1）根据红磷和空气中的氧气反应生成五氧化二磷，消耗的氧气被进入的水代替，即进入集气瓶中水的体积就是集气瓶中氧气的体积；木炭燃烧生成二氧化碳解答；
（2）根据实验结果可以判断氮气的性质解答；
（3）根据如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败解答．

解答 解：
（1）红磷燃烧，可观察到的实验现象是：红磷剧烈地燃烧，产生大量的白烟；待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，又观察到的实验现象是：水进入集气瓶，进入集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一；若将红磷换成木炭粉，该实验不能获得成功，因为木炭燃烧生成二氧化碳，消耗氧气的体积被二氧化碳补充，不能测定空气中氧气的含量．
（2）燃烧结束后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气，由本实验可推知氮气的物理性质是不溶于水；化学性质是不支持燃烧，不能燃烧，不能和水反应．
（3）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的$\frac{1}{5}$，导致这一结果的原因可能是：红磷不足，装置漏气，没有冷却到室温就打开止水夹．
答案：
（1）白烟；$\frac{1}{5}$；不能；
（2）难，不活泼；
（3）红磷不足；装置漏气．

点评 实验是化学的重要组成部分，正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为得出正确的结论奠定基础．