Question

【题目】某同学用下图装置测定空气中氧气的体积分数。请你填写有关空格，并与同学交流。

⑴该实验中，红磷需稍过量，目的是____________________。该物质燃烧反应的符号表达式为____________________________。

⑵待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹观察到的现象是___________________________；出现该现象的原因是_____________________________；为什么要“待该物质熄灭并冷却后，打开弹簧夹”？____________________________________________________

⑶实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于l/5，这可能是由哪几种原因引起的?______________________________________________________________________

⑷若⑶实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数大于l/5，这可能是由哪几种原因引起的?______________________________________________________________________

⑸由本实验还可以推测氮气的性质有____________________________________________。

⑹若将红磷换成碳粉，该实验能否获得成功?_________(填能或否)理由是_________________。

Answer 1

【答案】 确保氧气被完全消耗掉 P+O2P2O5 水从烧杯中流向集气瓶中，约占集气瓶体积的1/5 因为燃烧消耗了集气瓶中的氧气，使得集气瓶内气压减小，与大气压形成压强差，当打开弹簧夹时，水倒流。 因为温度高，压强大。如集气瓶没有充分冷却，会造成水倒流量少甚至无法倒流 没有冷却透，就打开弹簧夹；装置气密性不够好；红磷量不足 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；没有先用弹簧夹夹紧橡皮管；导气管中的氧气参与了反应 难溶于水的气体；不能支持燃烧，且不和磷反应； 否 【答题空10】碳燃烧后的生成物是气体二氧化碳，生成二氧化碳的体积与消耗氧气的体积相当，瓶内压强变化不大

【解析】根据已有的知识进行分析，空气中氧气约占其体积的五分之一，测定时可以使用红磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小的方法，磷燃烧能生成五氧化二磷；进行此实验时，必须保证装置的气密性良好，红磷足量，瓶子冷却后再打开弹簧夹，否则会导致结果不准确。

解：（1）为了使实验结果准确，要用过量的红磷确保氧气被完全消耗掉；磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷。反应的符号表达式为：P+O2 P2O5；
（2）打开弹簧夹观察到的现象是水从烧杯中倒吸入集气瓶中，约占集气瓶体积的l/5，因为磷与氧气反应，消耗了空气中的氧气，使内外产生压强差．要到装置冷却到室温再打开止水夹的原因是因为温度高，压强大。如集气瓶没有充分冷却，会造成水倒流量少甚至无法倒流；
（3）实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数低于l/5，这可能的原因是：没有冷却至室温，就打开弹簧夹；或装置气密性不好；或红磷量不足，集气瓶中的氧气没有消耗完；
（4）若⑶实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数大于l/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；没有先用弹簧夹夹紧橡皮管；导气管中的氧气参与了反应；

（5）进入广口瓶中水的体积约为广口瓶体积的五分之一，所以可以判断氮气的物理性质为难溶于水的气体；而红磷没有充分燃烧，反应后剩余，且不能继续燃烧可以判断氮气不能支持燃烧，且不和磷反应；
（6）炭粉燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳气体，集气瓶内压强基本不变，水不倒流，故不能将红磷换成炭粉。