Question

17．某同学用如图装置测定空气中氧气的体积分数．请你填写有关空格．
（1）红磷之所以能用于测定空气中氧气的含量，是因为它只与空气中的氧气反应，且生成物为固体．
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为原因是瓶内的氧气消耗完（或瓶内的氧气浓度太低了）．
（3）待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹可能观察到的现象是水经导气管流向集气瓶中，约占剩余容积的$\frac{1}{5}$；由此得出的结论是空气中氧气的体积分数大约为$\frac{1}{5}$．
（4）实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于$\frac{1}{5}$，这可能的原因是没有冷却至室温，就打开弹簧夹、装置气密性不够好（或红磷量不足）（任写两点）．
（5）若（3）实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数大于$\frac{1}{5}$，这可能的原因是燃烧的红磷刚插入集气瓶时没有塞紧，燃烧一段时间后再塞紧（或没有先用弹簧夹夹紧橡皮管）（任写一点）．
（6）请由本实验大胆推测氮气的性质．
物理性质：难溶于水；
化学性质：不能燃烧，也不能支持燃烧．

Answer 1

分析 （1）测定空气中氧气含量，所选除氧剂要具备以下特征：（1）本身能够在空气中燃烧；（2）本身的状态为非气体；（3）生成的物质为非气态；
（2）燃烧需要氧气；
（3）氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；
（4）如果操作不当，会影响实验结果，甚至会导致实验失败；
（5）造成测得氧气的体积分数大于$\frac{1}{5}$的因素可以从以下方面考虑：a橡皮塞、止水夹有没有夹紧；b燃烧匙伸入是否过慢；
（6）根据水进入后氮气没有减少，磷燃烧时没有消耗氮气来考虑．

解答 解：（1）红磷可在空气中燃烧，与氧气反应生成固体五氧化二磷，可用于实验室测定空气中氧气含量，故填：它只与空气中的氧气反应，且生成物为固体；
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，是因为氧气被耗尽或瓶内的氧气浓度过低，不足以支持红磷燃烧；故填：瓶内的氧气消耗完（或瓶内的氧气浓度太低了）；
（3）待该物质熄灭并完全冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是：水进入集气瓶，进入的水约占集气瓶剩余容积的$\frac{1}{5}$，由此得出的结论是氧气约占空气总体积的五分之一．故填：水经导气管流向集气瓶中，约占剩余容积的$\frac{1}{5}$；空气中氧气的体积分数大约为$\frac{1}{5}$；
（4）实验后测定出的空气中氧气的体积分数低于$\frac{1}{5}$，可能的原因是：装置漏气、红磷量不足没有把瓶内氧气消耗完，没有冷却到室温就打开了止水夹等；故答案为：没有冷却至室温，就打开弹簧夹；装置气密性不够好（或红磷量不足）；
（5）测定出的空气中氧气的体积分数大于$\frac{1}{5}$，即从瓶中出来一些气体，由于磷燃烧放热，由于集气瓶的瓶塞没有塞紧，瓶内空气有部分被赶了出来；或者没有先用弹簧夹夹紧橡皮管，磷燃烧时有部分空气沿着导管出来了；或者导气管中的氧气参与了反应等等；故填：燃烧的红磷刚插入集气瓶时没有塞紧，燃烧一段时间后再塞紧（或没有先用弹簧夹夹紧橡皮管）；
（6）由于水进入后氮气没有减少，磷燃烧时没有消耗氮气，所以说明氮气具有难溶于水，既不能够燃烧也不支持燃烧的性质；故填：难溶于水；不能燃烧，也不能支持燃烧．

点评 本题主要考查用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项等，培养了学生在做实验时一定要有认真、严谨、一丝不苟的科学态度．