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________，其反应的文字表达式为________；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）小洁通过该实验测得的空气中氧气的体积分数与正常值相比偏小，其原因可能是_____

A 燃烧匙内可燃物量不足

B 装置气密性不好

C 未及时塞进橡胶塞

D 燃烧匙内可燃物有剩余

（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.

（5）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______。

（6）小华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

将集气瓶中的氧气尽可能的消耗完全，使实验结果更准确 产生大量的白烟，放出热量 烧杯中的水会进入集气瓶中，约占集气瓶体积的五分之一 AB 难 不活泼 不能 炭粉在氧气中点燃生成二氧化碳，补充了消耗的氧气的量，不能形成压强差 避免了因红磷燃烧导致集气瓶内的空气受热膨胀逸出而引起误差

【解析】

磷在氧气中点燃生成五氧化二磷，碳在氧气中点燃生成二氧化碳。

（1）过量的红磷能够将集气瓶中的氧气尽可能的消耗完全，故该实验中红磷需稍过量，目的是将集气瓶中的氧气尽可能的消耗完全，使实验结果更准确。

（2）步骤②是红磷在氧气中燃烧，故集气瓶中的现象是产生大量的白烟，放出热量，其反应的文字表达式为；步骤③中打开止水夹后观察到的现象是烧杯中的水会进入集气瓶中，约占集气瓶体积的五分之一，消耗的氧气体积等于进入集气瓶中水的体积，可得出空气中氧气的体积分数约为。

（3）测得的空气中氧气的体积分数与正常值相比偏小，其原因可能是装置气密性不好，燃烧匙内可燃物量不足，故选AB。

（4）在该实验中，剩余的气体主要是氮气，说明氮气不能燃烧，也不能支持燃烧，故实验可推论出氮气难溶于水和其化学性质不活泼的结论。

（5）碳在氧气中点燃生成二氧化碳，若将红磷换成炭粉，该实验不能获得成功，原因是炭粉在氧气中点燃生成二氧化碳，补充了消耗的氧气的量，不能形成压强差。

（6）改进后的优点是：避免了因红磷燃烧导致集气瓶内的空气受热膨胀逸出而引起误差。