Question

18．某實驗小組利用如圖所示裝置測量空氣中氧氣體積分數(shù)并取得成功．
【查閱資料】白磷燃燒所需的最低溫度（也叫著火點）為40℃．
【提出問題】氧氣體積約占空氣總體積的多少？
【實驗準備】錐形瓶內(nèi)空氣體積為250mL，注射器中水的體積為60mL，該裝置氣密性良好．
【實驗探究】裝入藥品，按如圖所示連接好儀器，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．
【現(xiàn)象分析】
（1）將錐形瓶底部放入熱水中，白磷被引燃，白磷燃燒時產(chǎn)生大量白煙（填“白煙”或“白霧”）并放出熱量；足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內(nèi)剩余氣體不支持（填“支持”或“不支持”）燃燒．
（2）寫出白磷（P）燃燒的文字表達式：白磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是先變大后縮�。ㄌ睢翱s小”或“變大”或“先變大后縮小”）．
（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(xiàn)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約10mL時停止下流．導致以上兩現(xiàn)象發(fā)生的原因分別是：①白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；②錐形瓶中氧氣約占46mL，當注射器中的水進入錐形瓶約46mL后，瓶中氣壓與外界相當．
（5）在集氣瓶底鋪一層細沙的作用是防止生成的高溫熔化物濺落下了使集氣瓶底炸裂．
【得出結論】氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燃燒的條件、白磷的性質(zhì)及燃燒的現(xiàn)象分析回答；
（2）根據(jù)白磷燃燒生成了五氧化二磷，寫出反應的化學方程式；
（3）根據(jù)瓶內(nèi)壓強的變化分析氣球的變化；
（4）根據(jù)瓶內(nèi)壓強的變化及空氣中氧氣的體積分數(shù)分析；
（5）根據(jù)為防止生成的高溫熔化物濺落下了使集氣瓶底炸裂解答．

解答 解：
（1）將錐形瓶底部放入熱水中，白磷很快被引燃，白磷燃燒發(fā)出黃光，放出熱量，冒出白煙；足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內(nèi)剩余氣體不支持燃燒．
（2）因為白磷燃燒生成了五氧化二磷，故白磷（P）燃燒的文字表達式：白磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．白磷燃燒發(fā)出黃光，放出熱量，冒出白煙；
（3）白磷燃燒時放出大量的熱，使瓶內(nèi)壓強增大，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶內(nèi)壓強減�。�所以，可觀察到氣球的變化是先變大，后縮�。�
（4）由于白磷燃燒消耗了氧氣，瓶內(nèi)壓強減�。�所以，注射器中的水自動噴出來．又由于空氣中氧氣的體積分數(shù)約占空氣的$\frac{1}{5}$，所以，當注射器中的水還剩下約4mL時停止下流．
（5）為防止生成的高溫熔化物濺落下了使集氣瓶底炸裂．
故答案為：
（1）白煙；不支持；（2）白磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；（3）先變大后縮��；
（4）①白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；②錐形瓶中氧氣約占46mL，當注射器中的水進入錐形瓶約46mL后，瓶中氣壓與外界相當．
（5）生成的高溫熔化物濺落下了使集氣瓶底炸裂；$\frac{1}{5}$

點評 本題主要考查實驗測定空氣中氧氣含量的原理及實驗的現(xiàn)象，解此類問題時關鍵是分析清楚實驗原理．