Question

某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，实验装置如图．该同学的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记．
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞．
③充分反应后，待集气瓶冷却至室温，打开止水夹．
请回答下列问题：
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是________；
（2）步骤②集气瓶中的现象是________，步骤③中打开止水夹后观察到的现象是________，由此可得出空气中氧气的体积分数约为________．
（3）为了验证上述实验结论，他们又反复进行实验，有一次实验中所测定的氧气的体积偏小，其中不可能的原因是________．
A、未等到室温就打开了止水夹　　　　　 B、可燃物的量太少
C、可燃物的量太多　　　　　　　　　　 D、装置的气密性不好
（4）该实验可推论出氮气________（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质________（填“活泼”或“不活泼”）的结论．

Answer 1

解：（1）实验的目的是测定空气中氧气含量，原理是消耗氧气使装置内外产生压强差，水被吸入占据氧气的空间，从而达到测定氧气的目的．红磷过量，可使集气瓶中的氧气完全消耗．
（2）步骤②中：红磷与氧气反应，生成了白烟五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，约为集气瓶体积的；
（3）根据测定空气中氧气的含量实验中注意问题，可知所测定的氧气的体积偏小，其中不可能的原因是：B、可燃物的量太少；
（4）水进入瓶内占五分之一时不再继续进入，说明氮气不能与红磷反应，也不能溶于水或与水反应；
故答案为：（1）充分反应掉集气瓶中的氧气（2）水沿导管被吸入集气瓶中；； （3）B；（4）难；不活泼．
分析：（1）依据红磷能与空气中的氧气反应生成五氧化二磷，五氧化二磷是一种固体进行分析．
（2）红磷与氧气反应生成固体，消耗了瓶内的气体，压强减小，外界大气压会压着水进入集气瓶；
（3）根据测定空气中氧气的含量实验中注意问题较多，包括：红磷要足量、气密性要良好、反应要充分、冷却至室温再打开止水夹．进行分析解答；
（4）氮气难溶于水，也不能与水发生反应；进行分析解答．
点评：熟记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是解答这类题目的基础．