Question

某同學利用紅磷在空氣中燃燒可以將空氣的氧氣全部轉(zhuǎn)化為固體五氧化二磷的原理，設計了測定空氣中氧氣含量的實驗，其實驗裝置如圖所示．該同學的實驗步驟如下：
①檢查裝置的氣密性并確定密封性良好．
②在帶橡皮塞和導管的燃燒匙內(nèi)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(nèi)，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

充分反應掉集氣瓶中的氧氣

．
（2）步驟③中打開止水夾后，可觀察到的現(xiàn)象是

進入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

．理由是

空氣的氧氣體積約占

1

5

，進入集氣瓶內(nèi)水的體積與減少的氧氣體積大約相同

．

Answer 1

分析：實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的．
紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差；紅磷燃燒生成五氧化二磷；
由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內(nèi)的壓強減小，打開止水夾后觀察到：水沿導管倒流進入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的

1

5

處．

解答：解：實驗的目的是測定空氣中氧氣含量，原理是消耗氧氣使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強差，水被吸入占據(jù)氧氣的空間，從而達到測定氧氣的目的．
（1）紅磷過量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；故答案為：充分反應掉集氣瓶中的氧氣；
（2）燒杯中的水進入集氣瓶中，且進入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

；集氣瓶中的氧氣轉(zhuǎn)化為五氧化二磷后，氣體體積減少，壓強降低，燒杯中的水在大氣壓的作用下進入集氣瓶中，因空氣的氧氣體積約占

1

5

，進入集氣瓶內(nèi)水的體積與減少的氧氣體積大約相同，所以進入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

．
故答案為：（1）充分反應掉集氣瓶中的氧氣；進入的水的體積約占集氣瓶容積的

1

5

；空氣的氧氣體積約占

1

5

，進入集氣瓶內(nèi)水的體積與減少的氧氣體積大約相同．

點評：本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解與評價等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．