Question

【題目】下面是幾位同學測量空氣中氧氣體積分數的四個實驗，請你參與他們的探究：

[實驗一]小強采用圖所示的裝置進行實驗：在由兩個注射器組成的密閉系統中留有空氣，給裝有細銅絲的玻璃管加熱，同時緩慢推拉兩個注射器活塞，至玻璃管內的銅絲在較長時間內無進一步變化時停止加熱，待冷卻至室溫，將氣體全部推至一個注射器內，觀察密閉系統內空氣體積變化．

（1）在實驗加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是________．

[實驗二]：小紅采用圖所示的裝置進行實驗：實驗過程如下：

第一步：將集氣瓶容積劃分為五等份，并做好標記．

第二步：用放大鏡點燃燃燒匙內的紅磷．

第三步：待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，發現水被吸入集氣瓶中，進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶總容積的．

請回答下列問題：

（1）集氣瓶中剩余的氣體主要是________，根據實驗推斷它的化學性質有________．

（2）實驗完畢，若進入集氣瓶中水的體積小于總容積的，其原因可能是________．

（3）紅磷燃燒的現象是________，其符號表達式為________

[實驗三]小華同學打算采用圖所示的裝置進行實驗：錐形瓶內空氣體積為，注射器中水的體積為，該裝置氣密性良好．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．

請回答下列問題：

（1）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是________．

（2）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，②當注射器中的水還剩________時停止下流．

[實驗四]小明用圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的．

（1）冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是________．

（2）若鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的________

，現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的，根據空氣的組成可推出減少的氣體中還有________．

Answer 1

【答案】使空氣中的氧氣充分反應氮氣氮氣難溶于水，既不能燃燒，也不能支持燃燒裝置漏氣、紅磷的量不足等產生黃色火焰，放出熱量，冒出大量的白煙P+O2 P2O5先鼓后癟鎂與氧氣反應，集氣瓶內壓強減少，內外產生壓強差氮氣

【解析】

實驗一：交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是使空氣中的氧氣充分反應；

實驗二：

（1）集氣瓶內剩余的氣體主要是氮氣，該現象體現了氮氣難溶于水，既不能燃燒，也不能支持燃燒的性質；

（2）進入集氣瓶中水的體積小于五分之一，有可能有以下幾點：裝置漏氣、紅磷的量不足、沒有冷卻就打開止水夾等；

（3）磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，燃燒的現象是：發出黃光，放出熱量，冒出大量的白煙，其符號表達式為P+O2 P2O5；

實驗三：

（1）不斷推拉活塞氣球會鼓起隨著紅磷的燃燒裝置中的氣體減少氣壓減小氣球會變癟，故氣球的變化是先鼓后癟；

（2）錐形瓶中的氧氣為230mL×=46mL，注射器活塞在50 mL -46mL=4mL刻度處停下；

實驗四：

（1）冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是鎂與氧氣反應，集氣瓶內壓強減少，內外產生壓強差，大氣壓將水壓進集氣瓶中；

（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%；現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣。