Question

【題目】某同學設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，實驗裝置如圖：

該同學的實驗步驟如下：
①將圖中的集氣瓶分為5等份，并作好標記。
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內裝入足量的紅磷，將導管上的止水夾夾緊，在酒精燈上點燃紅磷，并立即伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞。
③充分反應后，待集氣瓶冷卻至室溫，打開止水夾。
請回答下列問題：
（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是。
（2）步驟②集氣瓶中的現象是 ， 其反應化學表達式為 ， 打開止水夾后觀察到的現象是 ， 由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為。
（3）該實驗可推論出氮氣（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質（填“活潑”或“不活潑”）的結論。
（4）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？。

Answer 1

【答案】
（1）確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡
（2）紅磷燃燒,生成大量的白煙,4P+5O2 2P2O5,燒杯中的水倒流至集氣瓶,液面上升在一等分刻度處,五分之一
（3）難,不活潑
（4）不能,因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體,瓶內壓強基本不變,水不倒流
【解析】（1）該實驗中紅磷需稍過量，目的是：確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡；

（2）點燃的紅磷，在集氣瓶燃燒，生成大量的白煙；紅磷燃燒生成了五氧化二磷，；反應的化學方程式是4P+5O2 P2O5；由于紅磷與氧氣反應生成五氧化二磷固體，消耗了瓶內的氣體，壓強減小，所以，打開止水夾后觀察到的現是：燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；由此可得出空氣中氧氣的體積分數約為五分之一；

（3）由于集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣，由此可知氮氣的性質是不溶于水；化學性質不活潑的結論；

（4）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內壓強基本不變，水不倒流.

所以答案是：（1）確保將集氣瓶內的氧氣消耗盡；（2）紅磷燃燒，生成大量的白煙；4P+5O2 P2O5；燒杯中的水倒流至集氣瓶，液面上升在一等分刻度處；五分之一；（3）難；不活潑；（4）不能，因為碳粉燃燒消耗掉氧氣同時又生成了二氧化碳等氣體，瓶內壓強基本不變，水不倒流.

【考點精析】根據題目的已知條件，利用書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號．