Question

【題目】老師利用圖甲裝置測定空氣中氧氣的含量并結合現代傳感器技術，測得過程中容器內氣體壓強、溫度、氧氣濃度的變化趨勢如圖乙所示。

（1）t2時打開止水夾，最終水面大約上升至集氣瓶_________刻度處。

（2）結合乙圖曲線，BC段氣體壓強發生變化的原因是_________。

Answer 1

【答案】1 氧紅磷燃燒氧氣不斷消耗，氣體的量減少，壓強減小，冷卻至室溫，溫度降低，氣體壓強減小

【解析】

利用圖甲裝置測定空氣中氧氣的含量并結合現代傳感器技術，測得過程中容器內氣體壓強、溫度、氧氣濃度的變化趨勢如圖乙所示，裝置中紅磷燃燒生成五氧化二磷，放出大量的熱，消耗氧氣，反應完全后冷卻至室溫，打開止水夾，由于內外的壓強差，燒杯中的水進入集氣瓶中，則有：

壓強的變化情況是：燃燒放熱，溫度升高，壓強增大，氧氣消耗氣體的量減少，壓強減小，冷卻至室溫，溫度降低，氣體壓強進一步減小，打開止水夾后，水進入集氣瓶，氣體體積減小，壓強增大，最后與大氣壓相同；

溫度的變化情況是：燃燒放熱，溫度升高、冷卻至室溫，溫度降低，最后不變；

氧氣濃度的變化情況是：紅磷燃燒消耗氧氣，濃度逐漸減小，紅磷熄滅后基本不變，冷卻至室溫打開止水夾，水進入集氣瓶，氣體體積減小，氧氣濃度略微增加；

根據以上分析，則有：

（1）空氣中氧氣的體積約為五分之一，集氣瓶內空氣分為五等份，t2時打開止水夾，最終水面大約上升至集氣瓶上的1刻度處。

（2）結合乙圖曲線，BC段氣體壓強減小的原因是氧氣消耗氣體的量減少，壓強減小，冷卻至室溫，溫度降低，氣體壓強減小。