Question

已知空氣的主要成分是氮氣和氧氣．某課外活動小組設(shè)計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖一所示：

（1）紅磷在集氣瓶中發(fā)生反應(yīng)的文字表達式為

紅磷十氧氣

點燃

五氧化二磷

．該實驗中紅磷需稍過量，目的是

保證瓶內(nèi)空氣中的氧氣消耗完全

．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，而且進入到集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的五分之一，由此可知氧氣約占空氣總 體積的

五分之一

．
（3）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的

1

5

，你認為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是

裝置漏氣或紅磷的量不足或裝置未完全冷卻就打開止水夾

．
（4）由此你還可以得到氮氣的一些性質(zhì)：物理性質(zhì)

無色（或無味、不易溶于水）

；化學(xué)性質(zhì)

不能燃燒，不能助燃或化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定

．
（5）某同學(xué)：用碳替代紅磷，完成上述實驗，發(fā)現(xiàn)集氣瓶內(nèi)并沒有吸入水，其原因是

碳燃燒生成物是二氧化碳氣體，瓶內(nèi)氣壓不變

；
（6）已知鎂+氧氣

點燃

氧化鎂（固體），鎂+氮氣

點燃

氮化鎂（固體）．根據(jù)上述反應(yīng)，（能否）

不能

用鎂代替紅磷測定空氣成分．原因是

鎂不僅能和氧氣反應(yīng)，還能和氮氣反應(yīng)，這樣無法測定出空氣中氧氣的含量

；
（7）某同學(xué)對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖二所示），你認為改進后的優(yōu)點是：

裝置始終密閉，空氣沒有逸出，使得實驗結(jié)果更加準確

．

Answer 1

分析：根據(jù)紅磷燃燒的生成物寫出文字表達式，根據(jù)實驗?zāi)康姆治黾t磷過量的原因；
根據(jù)實驗現(xiàn)象分析氮氣的性質(zhì)；
①根據(jù)木炭的可燃性及燃燒的產(chǎn)物回答．②根據(jù)實驗時藥品選擇的依據(jù)回答．
鎂不但可以和氧氣反應(yīng)，而且也能夠和氮氣反應(yīng)，可以據(jù)此解答；
改進后裝置的優(yōu)點是：氣密性好，可減小誤差，防止生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染空氣．

解答：解：（1）磷與氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷．該反應(yīng)的文字表達式為：磷+氧氣→點燃五氧化二磷；該實驗要測空氣中氧氣的含量，因此要將瓶內(nèi)空氣中的氧氣完全反應(yīng)掉，因此紅磷要稍過量．
（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進入集氣瓶，而且進入到集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的五分之一，由此可知氧氣約占空氣總 體積的 五分之一．
（3）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積不到總?cè)莘e的15，你認為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是 裝置漏氣或紅磷的量不足或裝置未完全冷卻就打開止水夾．
（4）由此你還可以得到氮氣的一些性質(zhì)：物理性質(zhì) 無色（或無味、不易溶于水）；化學(xué)性質(zhì)
不能燃燒，不能助燃或化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定．
（5）用木炭代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，實驗失敗的原因是木炭燃燒雖消耗了氧氣，但產(chǎn)生了新的二氧化碳氣體，致使集氣瓶內(nèi)氣體壓強沒有明顯變化．
（6）已知鎂+氧氣→點燃氧化鎂（固體），鎂+氮氣→點燃氮化鎂（固體）．根據(jù)上述反應(yīng)，鎂條燃燒不但消耗氧氣也消耗氮氣，這樣會使氣體減少的總量要大于容器體積的五分之一，而使結(jié)果偏大，故不能用鎂進行實驗；
（7）對實驗進行反思后，提出了改進方法（如圖二所示），改進后的優(yōu)點是裝置始終密閉，空氣沒有逸出，使得實驗結(jié)果更加準確．
故答案為：（1）紅磷十氧氣

點燃

五氧化二磷；保證瓶內(nèi)空氣中的氧氣消耗完全；
（2）五分之一；
（3）裝置漏氣或紅磷的量不足或裝置未完全冷卻就打開止水夾；
（4）無色（或無味、不易溶于水）；  不能燃燒，不能助燃或化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；
（5）碳燃燒生成物是二氧化碳氣體，瓶內(nèi)氣壓不變；
（6）不能；鎂不僅能和氧氣反應(yīng)，還能和氮氣反應(yīng)，這樣無法測定出空氣中氧氣的含量．
（7）裝置始終密閉，空氣沒有逸出，使得實驗結(jié)果更加準確

點評：空氣是人類寶貴的自然資源，在中考中占有重要的地位，特別是空氣中氧氣含量的測定，要注意測定原理、實驗關(guān)鍵、現(xiàn)象和結(jié)論、裝置的評價和改進等內(nèi)容的考查．