Question

已知空气的主要成分是氮气和氧气．某课外活动小组设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图1所示．
实验步骤有：①先用止水夹夹紧橡皮管；②点燃燃烧匙里的红磷；③将燃烧匙插入广口瓶，并塞上塞子；④燃烧完毕后，打开止水夹．
请根据实验回答下列问题：
（1）该实验中，红磷需过量，目的是______．
（2）将燃烧匙中的红磷点燃后放入广口瓶中，能观察到的实验现象是______．待燃烧停止，集气瓶冷却到室温后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，由此可知氧气约占空气总体积的______．
（3）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？______（填“能”或“不能”），理由是______．
（4）拔去橡皮塞，迅速将一根燃着的木条伸入瓶中，会看到______，然后倒入澄清石灰水，塞紧橡皮塞，观察到______．
（5）上述现象说明，空气主要由能支持燃烧的______和性质较稳定的______组成．
（6）某同学对实验进行反思后，提出了改进方法（如图2所示），你认为改进后的优点是：______．

Answer 1

解：（1）该实验中红磷稍过量，目的是用红磷完全消耗广口瓶中空气里的氧气．
（2）红磷燃烧的现象是冒出大量的白烟，放出热量；待燃烧停止，集气瓶冷却到室温后，打开止水夹，观察到烧杯中的水进入广口瓶瓶内的水量约占广口瓶容积的，由此可知氧气约占空气总体积的；
（3）若将红磷换成炭粉，实验不能获得成功，理由是：碳粉燃烧产物是二氧化碳气体，导致瓶内气压无明显变化，水不会进入集气瓶；
（4）红磷燃烧后，广口瓶中剩余的主要是氮气，氮气不支持燃烧，因此拔去橡皮塞，迅速将一根燃着的木条伸入瓶中，会看到燃着的木条熄灭；广口瓶中二氧化碳的量很少，因此倒入澄清石灰水，塞紧橡皮塞，澄清的石灰水无变化；
（5）上述现象说明，空气主要由能支持燃烧的氧气和性质较稳定的氮气组成；
（6）图2装置的优点：装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果更准确；
故答案为：
（1）用红磷完全消耗瓶中空气里的氧气；
（2）冒出大量的白烟，放出热量；；
（3）不能；碳粉燃烧产物是二氧化碳气体，导致瓶内气压无明显变化，水不会进入集气瓶；
（4）燃着的木条熄灭；澄清的石灰水无变化；
（5）氧气；氮气；
（6）装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果更准确．
分析：（1）该实验中红磷稍过量，目的是用红磷完全消耗广口瓶中空气里的氧气．
（2）红磷燃烧的现象是冒出大量的白烟，放出热量；根据烧杯中的水进入广口瓶瓶内的水量分析空气中氧气的含量；
（3）根据碳粉燃烧生成二氧化碳气体结合压强知识进行分析；
（4）根据红磷燃烧后，广口瓶中剩余的主要是氮气，结合氮气的性质进行分析；
（5）根据实验现象分析空气成分的组成；
（6）图2装置的优点：装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果更准确；
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，难度稍大．