Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習小組在學(xué)習了“空氣中氧氣含量測定”的基礎(chǔ)上，改進了教材中的實驗，設(shè)計出了如圖所示的實驗裝置．實驗步驟如下：
①如圖所示，連接儀器，檢查裝置的氣密性．發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性良好．
②在集氣瓶里裝進適量a體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（白磷燃燒所需要的最低溫度是40℃），并在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，按圖示裝置把集氣瓶中的空氣密封起來，把長導(dǎo)管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．（注：集氣瓶內(nèi)的長導(dǎo)管已伸到了瓶底）
③用力把預(yù)先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，產(chǎn)生大量白煙，同時放出大量的熱．（注：白磷與紅磷燃燒的產(chǎn)物相同）
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個集氣瓶的體積是c．
⑥根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)．
根據(jù)以上信息，回答下列問題．
（1）集氣瓶中白磷燃燒的文字表達式______

Answer 1

【答案】分析：（1）嚴格按照文字表達式的書寫規(guī)則進行書寫；
（2）根據(jù)白磷燃燒時瓶內(nèi)氣體體積的變化情況進行解釋；
（3）根據(jù)空氣中氧氣的含量與白磷燃燒只消耗氧氣的性質(zhì)進行分析；
（4）圍繞“白磷燃燒時集氣瓶內(nèi)壓力增大過度，會使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出”這一因素進行分析；
（5）根據(jù)集氣瓶內(nèi)氣壓的變化情況進行判斷．
解答：解：（1）寫文字表達式時，白磷要寫成“磷”，不要把條件寫成“燃燒”；
（2）白磷燃燒時會放出大量的熱，集氣瓶內(nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶內(nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶內(nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內(nèi)；
（3）白磷燃燒只消耗空氣中的氧氣：，集氣瓶內(nèi)空氣為500-100=400mL，由于氧氣約占空氣總體積的，所以消耗掉氧氣的體積為80mL，則燒杯中的水會進入集氣瓶內(nèi)約80mL，所以集氣瓶內(nèi)水的總體積為100+80=180mL．
（4）集氣瓶內(nèi)預(yù)先裝入適量的水，使白磷燃燒時集氣瓶內(nèi)氣壓不會過度增大，不至于使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出．
（5）“裝置氣密性不好”與“集氣瓶沒有冷卻到室溫”都會導(dǎo)致進入集氣瓶內(nèi)水的體積減少，從而導(dǎo)致實驗最后產(chǎn)生的實際值小于理論值；用紅磷代替白磷后生成物仍然是只有五氧化二磷生成，所以不影響實驗結(jié)果；如果實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，會使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出，從而導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓減小幅度過大，使進入水的體積變大，所以實驗最后產(chǎn)生的實際值大于理論值．
故答案為：
（1）磷+氧氣五氧化二磷；
（2）先往下再往上；
（3）180；
（4）防止白磷燃燒時集氣瓶中氣體受熱膨脹逸出；
（5）B．
點評：空氣中氧氣含量的測定也是中考考查的一個熱點，重點考查實驗過程中看到的現(xiàn)象以及導(dǎo)致實驗結(jié)果偏大或偏小的原因．未來中考對該實驗的考查將會不斷創(chuàng)新，例如，在藥品上，用NaOH溶液代替水，則用木炭、硫粉等代替紅磷也可以完成該實驗；在熱源上用電阻絲通電產(chǎn)生熱量、用放大鏡匯聚太陽光產(chǎn)生能量代替酒精燈完成實驗；在裝置上用注射器、活塞、圓筒狀玻璃容器、U型管等．但不管如何創(chuàng)新，同學(xué)們只要深刻理解該實驗的原理，即可順利解題．