Question

【题目】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按图1连接好实验装置

②______________

③在集气瓶中加水，并将瓶内的空间分为五等分，用弹簧夹夹紧橡皮管

④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。

⑤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）补充第二步实验操作_______红磷燃烧的现象是 ________。

（2）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1/5。

（3）该实验可推论出氮气有________ 化学性质

（4）若实验结束后观察到进入水的体积不足1/5原因可能是________

（5）某同学对实验进行反思后，提出了改进方案如图2所示，你认为改进后的优点是______

Answer 1

【答案】检查装置的气密性 生成大量的白烟，放出热量 烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处 不能燃烧、也不支持燃烧 红磷的量不足（合理即可） 误差小或无污染

【解析】

（1）连接好装置后，为防止装置漏气，影响实验结果，一定要检验装置的气密性，红磷燃烧时生成大量的白烟，放出热量；

（2）红磷与氧气反应，生成了五氧化二磷固体，所以会导致集气瓶内压强减小，水被压入集气瓶，进入的水量正好占据集气瓶内氧气的空间，液面上升至刻度一处。所以步骤③中打开止水夹后观察到的现象是烧杯中的水倒流至集气瓶，液面上升在一等分刻度处，由此可得出空气中氧气的体积分数约为1/5；

（3）由于集气瓶内剩余的气体主要是氮气，剩余的红磷不燃烧，由此可知氮气化学性质，不能燃烧、也不支持燃烧；

（4）若实验中进入集气瓶的水小于1/5，原因可能是：装置漏气最终会使瓶内气体减少的少，水倒流入瓶内的就少；红磷量不足，没有将氧气完全消耗；没有冷却到室温就打开止水夹，瓶内气压比室温下偏大，水倒流入瓶内的就少；

（5）通过凸透镜聚光引燃白磷，不需要打开瓶塞，空气出不来也进不去，测量比较准确，用酒精灯引燃白磷，磷燃烧生成了五氧化二磷进入空气会污染空气，由于磷燃烧放出大量的热，打开瓶塞时容易使空气受热而逸出。所以实验的优点是：误差小或无污染。