Question

【題目】某興趣小組利用如圖所示裝置測量空氣中氧氣體積分數并取得成功。

（提出問題）氧氣的體積約占空氣總體積的多少？

（查閱資料）白磷的著火點40℃。

（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片刻，然后將錐形瓶從熱水中取出。

（現象分析）

（1）檢查該裝置氣密性的方法_____。

（2）足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體_____（“支持”或“不支持”）燃燒。

（3）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是_____，錐形瓶底部細沙的作用是_____。

（4）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：注射器中的水自動噴射出來，當注射器中的水還剩約_____時停止下流。

（得出結論）氧氣約占空氣總體積的。

（拓展）如圖1，將注射器內的氫氧化鈉溶液全部注入集氣瓶（體積為125mL）內，輕輕地振蕩集氣瓶，打開彈簧夾，量筒內的水沿導管流入集氣瓶。實驗結束后，量筒中剩余水的體積為35mL。

（實驗結果）

（5）這瓶氣體中二氧化碳的體積分數為_____。

（6）僅利用圖2所示裝置，在不添加任何試劑的前提下，也能測得集氣瓶中二氧化碳的體積分數。為達到實驗目的，簡單的操作方法是_____。

Answer 1

【答案】打開彈簧夾，向外拉注射器的活塞，松開后，活塞回到原位置，說明裝置的氣密性良好（合理即可） 不支持 先變大后縮小 使錐形瓶瓶底受熱均勻 4mL 80% 將盛有二氧化碳的集氣瓶放入冷水中，打開彈簧夾（合理即可）

【解析】

（1）檢查該裝置氣密性的方法:打開彈簧夾，向外拉注射器的活塞，松開后，活塞回到原位置，說明裝置的氣密性良好（合理即可）。

（2）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。

（3）白磷燃燒時放出大量的熱，使瓶內壓強增大，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶內壓強減小，所以可觀察到氣球的變化是：先變大，后縮小，白磷燃燒放出熱量，錐形瓶底部細沙的作用是生成的固體濺落瓶底，使錐形瓶瓶底受熱均勻。

（4）白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓減小，注射器中的水自動噴出來；錐形瓶中氧氣約占230mL×=46mL，當注射器中的水進入錐形瓶46mL后，瓶中氣壓與外界相當，所以當注射器中的水還剩下約4mL時停止下流。

（5）這瓶氣體中二氧化碳的體積分數=。

（6）由于密封裝置內氣體的壓強隨溫度的降低而減小，為達到實驗目的，操作方法是用冰水冷卻集氣瓶，打開彈簧夾，瓶內為溫度降低，壓強減小，氫氧化鈉溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以測定出集氣瓶中二氧化碳的體積分數。僅利用圖2所示裝置，在不添加任何試劑的前提下，也能測得集氣瓶中二氧化碳的體積分數。為達到實驗目的，簡單的操作方法是：冰水冷卻集氣瓶，打開彈簧夾，瓶內為溫度降低，壓強減小，氫氧化鈉溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以測定出集氣瓶中二氧化碳的體積分數。