Question

【題目】下面是測量空氣中氧氣體積含量的實驗：

Ⅰ.實驗小組按A裝置進行實驗，事先在集氣瓶中裝水的原因_____（任寫一點）；其所加氣球的作用是_____；在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化_____；實驗結束后，發現進入集氣瓶中水的體積超過總體積的1/5，你認為導致這一結果的原因可能是_____

A 實驗前未將橡膠管夾緊 B 實驗前導管中未加滿水 C.紅磷過量

D .氧氣為消耗完 E .點燃的紅磷伸入集氣瓶速度過慢，使空氣膨脹逸出

Ⅱ.實驗A測得結果不夠準確，實驗小組進行反思。該小組通過查閱資料，選定白磷（與紅磷一樣是一種磷的單質，燃燒產物也相同）在如圖B所示裝置中測量空氣中氧氣體積分數并取得成功。

[查閱資料]白磷著火燃燒的溫度為40℃。

[提出問題]氧氣體積約占空氣總體積的多少？

[實驗準備]錐形瓶內空氣體積為230mL，注射器中水的體積為50mL，該裝置氣密性良好。

[實驗探究]裝入藥品，按圖所示連接好儀器，夾緊彈簧夾。先將錐形瓶底部放入熱水中，白磷很快被引燃，然后將錐形瓶從熱水中取出。

[現象分析]

（1）將錐形瓶底部放入熱水中，目的是_____，足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體_____燃燒（填“支持”或“不支持”），瓶內剩余氣體_____的氮氣（填“純凈”或“不純凈”）。

（2）寫出白磷在空氣中燃燒的符號表達式：_____。

（3）待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫后，打開彈簧夾，還可觀察到的現象是：

①注射器中的水自動噴射出來，導致這個現象發生的原因是：_____；

②當注射器中的水還剩約_____mL時停止下流，導致這個現象發生的原因是：_____。

（4）在實驗室中白磷應保存在_____，原因是_____

Answer 1

【答案】降低溫度或吸收五氧化二磷 緩沖作用 氣球先漲大后縮小 AE 提供溫度，引燃白磷 不支持 不純凈 P+O2P2O5 白磷燃燒耗盡了瓶中的氧氣，瓶內氧壓強減小 2.5mL 紅磷燃燒耗掉氧氣，耗掉多少毫升的氧氣，就有多少毫升的水來填充 水或者煤油中 水可以使白磷隔絕氧氣

【解析】

Ⅰ.實驗小組按A裝置進行實驗，事先在集氣瓶中裝水的原因是為了降低溫度或吸收五氧化二磷。紅磷燃燒時，瓶內氣壓增加，可能導致瓶塞被沖開，故加裝氣球可以起緩沖作用。紅磷燃燒，放出熱量，氣體受熱膨脹，內壓增加，氣球漲大，當反應結束溫度冷卻后，紅磷燃燒耗盡瓶中的氧氣，故氣壓降低，故氣球縮小。A 實驗前未將橡膠管夾緊，瓶內溫度升高后，瓶中的氣體受熱膨脹，部分氣體外溢，故測量結果偏大，故正確； B 實驗前導管中未加滿水，也會使測量結果偏小，故錯誤； C.該實驗要求紅磷必須過量，故錯誤；D .氧氣未消耗完會使測量結果偏小，故錯誤； E .點燃的紅磷伸入集氣瓶速度過慢，使空氣膨脹逸出，測量結果偏大，故正確。故選AE。

Ⅱ[現象分析]

（1）將錐形瓶底部放入熱水中，目的是提供溫度，引燃白磷。足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體不支持燃燒。剩余的氣體中主要是氮氣，還有其他的少量氣體，故不是純凈的氮氣。

（2）白磷與空氣中的氧氣點燃反應生成五氧化二磷，反應的符號表達式為：P+O2P2O5

（3）①白磷燃燒耗盡了瓶中的氧氣，瓶內氧壓強減小，故針筒中的水會自動射出。

②空氣體積為230mL，其中氧氣的體積為230mL× =47.5mL，故針筒中的水剩余2.5mL。原因是紅磷燃燒耗掉氧氣，耗掉多少毫升的氧氣，就有多少毫升的水來填充。

（4）白磷應該保存在水或者煤油中，因為水可以使白磷隔絕氧氣。