Question

【題目】（題文）某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了“空氣中氧氣含量測(cè)定”的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了教材中的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(lái)，把長(zhǎng)導(dǎo)管的另一端放入盛有足量水的燒杯中。（注：集氣瓶?jī)?nèi)的長(zhǎng)導(dǎo)管已伸到了瓶底）

③用力把預(yù)先加熱過(guò)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。（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(gè)集氣瓶的體積是c。

⑥根據(jù)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題。

（1）集氣瓶中白磷燃燒的文字表達(dá)式_______________。

（2）在白磷開(kāi)始燃燒到最后熄滅的過(guò)程中，集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是_____________。

（3）若實(shí)驗(yàn)非常成功，當(dāng)c為500mL，a=100mL，則b=___________mL。

（4）組內(nèi)成員小張對(duì)“實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里要裝進(jìn)適量a體積的水”非常不理解。咨詢了組長(zhǎng)小明之后，他終于明白“a體積的水”的作用，其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是__________。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，待裝置完全冷卻到室溫后，組內(nèi)成員發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中的水小于預(yù)期值（理論上進(jìn)入集氣瓶中的水約占集氣瓶中空氣體積的1/5），則導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶中的水少于集氣瓶?jī)?nèi)空氣體積1/5的原因可能是：________、_________。

Answer 1

【答案】紅磷+氧氣五氧化二磷先下降再升高180吸收五氧化二磷白磷量不足；裝置氣密性不好

【解析】

（1）根據(jù)白磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成五氧化二磷解答；
（2）根據(jù)白磷燃燒時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體體積的變化情況進(jìn)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(jìn)行分析；
（4）圍繞白磷燃燒時(shí)生成的五氧化二磷有毒進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)分析解答。

（1）白磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：紅磷+氧氣五氧化二磷；
（2）白磷燃燒時(shí)會(huì)放出大量的熱，集氣瓶?jī)?nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶?jī)?nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶?jī)?nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會(huì)沿著玻璃管再流入集氣瓶?jī)?nèi)；
（3）白磷燃燒只消耗空氣中的氧氣，集氣瓶?jī)?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(huì)進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)約80mL，所以集氣瓶?jī)?nèi)水的總體積為100mL+80mL=180mL；

（4）集氣瓶?jī)?nèi)預(yù)先裝入適量的水的作用，其二則主要是：吸收五氧化二磷；

（5）導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶中的水少于集氣瓶?jī)?nèi)空氣體積1/5的原因可能是：白磷量不足、裝置氣密性不好等。