Question

16．已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣．某課外活動小組設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖所示．
（1）紅磷在集氣瓶中發(fā)生反應的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；該實驗中紅磷需稍過量．目的是集氣瓶內的氧氣充分消耗掉．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察水沿導管壓入集氣瓶，倒流入水的體積等于減少的氧氣的體積，瓶內水面最終接近刻度1處．由此可知，氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
（3）燃燒結束后，集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣．由本實驗可推知該氣體的物理性質是難溶于水化學性質是不活潑
（4）若將紅磷換成碳粉，該實驗能否獲得成功？不能，（填“能”或“否”）理由是：炭粉燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變，水不倒流．

Answer 1

分析 本題是測定空氣中氧氣的含量，我們常用燃燒紅磷或白磷的方法，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內外產生氣壓差，從而得到正確的結論．因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質發(fā)生反應．保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數

解答 解：（1）紅磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的化學方程式是：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；該實驗是為了測定空氣中氧氣的體積分數，所以需將集氣瓶內的氧氣充分消耗掉，所以紅磷要過量；
（2）紅磷燃燒消耗氧氣，集氣瓶內壓強減小，外界氣壓將水沿導管壓入集氣瓶，倒流入水的體積等于減少的氧氣的體積，瓶內水面最終接近刻度1處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
（3）燃燒結束后，集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣．由本實驗可推知該氣體的物理性質是難溶于水，化學性質是不活潑．
（4）炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變，水不倒流，故不能將紅磷換成炭粉；
故答案為：（1）4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；使集氣瓶中的氧氣充分耗盡．（2）$\frac{1}{5}$；（3）氮氣，難溶于水，不活潑；（4）否；炭粉燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變，水不倒流．

點評 本考點考查了空氣中氧氣的含量的探究，并且注重了實驗方案的評價，對實驗方案進行評價是近幾年中考的一個重點．評價包括對實驗方案的評價、實驗過程的評價、實驗結論的評價等，要認真把握．