Question

【題目】為了測定空氣中氧氣體積分數，某興趣小組進行如下探究（儀器氣密性均良好）：

（1）如圖1進行實驗，玻璃管中放入過量白磷（白磷燃燒溫度為40℃，實驗中熱水80℃），該實驗中發生的化學方程式為_____，白磷需過量的目的是_____，在整個實驗過程中觀察的現象是_____。

（2）如圖2進行實驗，其中錐形瓶容積（扣除內容物）為220mL，注射器中有40mL的水，關閉彈簧夾，將錐形瓶放入80℃熱水中，完全反應后打開彈簧夾，注射器中的水迅速流入錐形瓶，最終剩余7mL水，經計算氧氣的體積分數為_____，造成該結果的原因可能為_____，同時可知剩余氣體的性質是_____。

（3）如圖3進行實驗，按正確的實驗操作后，發現水未倒吸，分析原因是因為使用了木炭而造成的，解釋產生這種現象的原因_____。

同學們思考后改進了方案，他們仍用木炭進行實驗，最終也獲得了成功，他們的改進方案是_____。

Answer 1

【答案】4P+5O22P2O5 為了將玻璃管內的氧氣完全耗盡 活塞先向右移動，后向左移動，最終停留至刻度4處 15% 裝置漏氣（或裝置沒有冷卻至室溫就讀數） 難溶于水（不燃燒、不支持燃燒） 木炭燃燒生成二氧化碳氣體，裝置內的壓強不變 在集氣瓶內事先加入氫氧化鈉溶液

【解析】

（1）磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷；為了將玻璃管內的氧氣完全耗盡，所以白磷需要過量；白磷燃燒時放出熱量，玻璃管內的氣體受熱膨脹，活塞向右移動，實驗結束后，由于白磷燃燒耗盡了玻璃管內的氧氣，溫度冷卻至室溫后，在外界大氣壓的作用下，活塞又向左移動，最終停留在刻度4處；故填：4P+5O22P2O5；為了將玻璃管內的氧氣完全耗盡；活塞先向右移動，后向左移動，最終停留至刻度4處

（2）進入錐形瓶的水的體積即為消耗的氧氣體積，為40mL﹣7mL＝33mL，則氧氣的體積分數為，造成測定結果偏小的原因可能是裝置漏氣、裝置沒有冷卻至室溫就讀數；由實驗現象可知，剩余氣體難溶于水，不燃燒、也不支持燃燒；故填：15%；裝置漏氣（或裝置沒有冷卻至室溫就讀數）；難溶于水（不燃燒、不支持燃燒）

（3）木炭燃燒生成二氧化碳氣體，裝置內的壓強不變，所以水不會倒吸；二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應，所以可以在集氣瓶內事先加入氫氧化鈉溶液，同樣能測定出空氣中氧氣的含量；故填：木炭燃燒生成二氧化碳氣體，裝置內的壓強不變；在集氣瓶內事先加入氫氧化鈉溶液