Question

【題目】測定空氣中氧氣的含量，也可用如下方案：選用實際容積為40 mL的試管作反應容器，將過得的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管，通過導管與實際容積為60 mL且潤滑性很好的針筒注射器組成如圖的實驗裝置。假設此實驗能夠正常進行，且白磷所占體積與導管內的氣體體積忽略不計，請回答下列問題：

（1）實驗前，要先檢查氣密性，其方法是：打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20 mL刻度處推至15 mL刻度處，____________，則說明裝置的氣密性好。

（2）實驗中，若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾。可觀察到活塞前沿將在__________刻度處；若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應直至燃燒結束，試管冷卻。除觀察到白磷燃燒現象外，還可觀察到___________。

（3）寫出紅磷燃燒的化學方程式____________。

Answer 1

【答案】若活塞仍能返回至20mL刻度 12mL 活塞先向右移動，最終穩定在約8mL的刻度線上 4P + 5O22P2O5

【解析】

根據檢測裝置氣密性原理，紅磷測定空氣組成的實驗原理，進行分析解答。在（2）題中，注意被消耗的氧氣是試管內的還是試管和注射器內的空氣。

（1）打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明整個裝置都不漏氣；

（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這時白磷燃燒消耗掉的只是試管內的氧氣，40mL× =8mL，活塞應停在20mL﹣8mL=12mL的刻度處；若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷實際消耗掉的是試管40mL和注射器內20mL的氧氣為（40mL+20mL）× =12mL，活塞應停在20mL﹣12mL=8mL的刻度處。白磷燃燒放出熱量，裝置內的氣體受熱膨脹，氣壓增大，活塞先向右移動，冷卻后裝置內的氣壓降低，活塞先向左移動最終穩定在約8mL的刻度線上；

（3）磷燃燒是與氧氣發生反應生成了五氧化二磷，反應的化學方程式是4P + 5O22P2O5。