Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示裝置測(cè)量空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)并取得成功．

【查閱資料】白磷的著火點(diǎn)40℃．
【提出問題】氧氣體積約占空氣總體積的多少？
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】錐形瓶?jī)?nèi)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(shí)驗(yàn)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，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，足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶?jī)?nèi)剩余氣體

 

燃燒（填“支持”或“不支持”）．寫出白磷燃燒的化學(xué)方程式：

 

．
（2）在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，可觀察到氣球的變化是

 

．
（3）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(dòng)噴射出來，②當(dāng)注射器中的水還剩約4mL時(shí)停止下流．導(dǎo)致這些現(xiàn)象發(fā)生的原因是：

 

；

 

．
【得出結(jié)論】氧氣約占空氣總體積的

1

5

．
【評(píng)價(jià)與反思】有同學(xué)設(shè)想用其他物質(zhì)代替白磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（裝置不變），則下列因素不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是

 

．
A．替代物能否和氧氣反應(yīng)  　　   B．替代物的用量
C．替代物顏色　　　　        　D．生成物的狀態(tài)
（4用如圖2裝置來測(cè)定空氣中氧氣的含量．你認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)最后打開止水夾K后可以看到什么現(xiàn)象？

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：測(cè)定空氣里氧氣含量的探究,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【現(xiàn)象分析】
（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)瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)的變化分析氣球的變化；
（3）根據(jù)瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)的變化及空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)分析．
【評(píng)價(jià)與反思】在選擇可燃物時(shí)，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)．保證本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．
（4）考慮水進(jìn)入集氣瓶的體積約為

1

5

．

解答：解：【現(xiàn)象分析】
（1）將錐形瓶底部放入熱水中，白磷很快被引燃，說明燃燒不能缺少的一個(gè)條件是溫度達(dá)到著火點(diǎn)．足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶?jī)?nèi)剩余氣體不支持燃燒．白磷燃燒生成了五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式4P+5O₂

點(diǎn)燃  .

2P₂O₅．白磷燃燒發(fā)出黃光，放出熱量，冒出白煙；
（2）白磷燃燒時(shí)放出大量的熱，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)增大，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減�。�所以，可觀察到氣球的變化是先變大，后縮�。�
（3）由于白磷燃燒消耗了氧氣，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小．所以，注射器中的水自動(dòng)噴出來．又由于空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約占空氣的

1

5

，所以，當(dāng)注射器中的水還剩下約4mL時(shí)停止下流．
【評(píng)價(jià)與反思】替代物的顏色不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．如果替代物和氧氣反應(yīng)，就會(huì)使流入集氣瓶的水的體積小于

1

5

；如果替代物的用量不足，就會(huì)使氧氣不能完全反應(yīng)，使流入集氣瓶的水的體積小于

1

5

；生成物如果是易溶于水的氣體，就會(huì)使占氧氣的空間，使測(cè)量的結(jié)果不正確．只有顏色變化不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果．故選C．
（4）在如圖是測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，打開彈簧夾，可以看到：水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入水體積約占瓶中空氣體積的

1

5

．該實(shí)驗(yàn)證明了氧氣占空氣總體積的

1

5

；
故答案為：
（1）不支持；4P+5O₂

點(diǎn)燃  .

2P₂O₅；
（2）先鼓后癟（其它合理描述也可）；
（3）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(dāng)注射器中的水進(jìn)入錐形瓶約46mL后，瓶中氣壓與外界相當(dāng)．
【評(píng)價(jià)與反思】C．
（4）水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入水體積約占瓶中空氣體積的

1

5

．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查實(shí)驗(yàn)測(cè)定空氣中氧氣含量的原理及實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，解此類問題時(shí)關(guān)鍵是分析清楚實(shí)驗(yàn)原理．