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）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．
（4）若将红磷换成炭粉，该实验能否获得成功？为什么？
    成功，原因是    ．

Answer

（1）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．
（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）氮气难溶于水，也不能与水发生反应；
（4）炭粉与氧气反应生成了二氧化碳，二氧化碳是一种气体．
【解析】
（1）该实验中红磷需稍过量，目的是把瓶内的氧气全部耗尽，以得出正确的实验结论．故答案为：充分反应掉集气瓶中的氧气
（2）红磷与氧气反应，生成了白烟--五氧化二磷．故答案为：发出黄光，产生热量，生成了大量的白烟；水沿导管被吸入集气瓶中，大约占瓶内容积的五分之一；20%
（3）水进入瓶内占五分之一．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：难；不活泼
（4）炭粉尽管能与氧气反应，除去了瓶内的氧气，但由于反应生成了二氧化碳气体，因此瓶内的气体没有减少，气压不会减小，故实验不能测定出空气中氧气的含量．故答案为：不能成功；因为碳燃烧产生气体，使瓶中大气压不变