Question

為測(cè)定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下方案：選用實(shí)際容積為40 mL的試管作反應(yīng)容器，將過(guò)量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管，通過(guò)導(dǎo)管與實(shí)際容積為60 mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器組成如圖的實(shí)驗(yàn)裝置。假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬凑招∪A的設(shè)想正常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)彈簧夾，將注射器活塞前沿從20 mL刻度處推至15 mL刻度處，然后松開(kāi)手，若活塞仍能返回至20 mL刻度處，則說(shuō)明                          ；

（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開(kāi)彈簧夾。可觀察到的現(xiàn)象為                                                      ；

（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，試管冷卻�？捎^察到的現(xiàn)象為_(kāi)__________________________________________   ；

（4）若按小華的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能遇到諸多問(wèn)題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失敗。例如：_________________________________________________       。

 

Answer 1

【答案】

（1）裝置的氣密性好

（2）白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞前沿約在12 mL的刻度線上

（3）白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞先向右移動(dòng)，最終穩(wěn)定在約8 mL的刻度線上

（4）橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等

【解析】試題分析：空氣中氧氣約占其體積的五分之一，測(cè)定時(shí)可以使用磷燃燒消耗氧氣使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。要使本實(shí)驗(yàn)成功，必須注意以下幾點(diǎn)：①裝置的氣密性好，②白磷足量，③必須冷卻到室溫再讀數(shù)，還要注意防止試管受熱不均或氣體體積受熱膨脹過(guò)大，從而造成試管炸裂。

（1）打開(kāi)彈簧夾，將注射器活塞前沿從20 mL刻度處推至15 mL刻度處，然后松開(kāi)手，若活塞仍能返回至20 mL刻度處，則說(shuō)該裝置不漏氣；

（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這時(shí)白磷燃燒消耗掉的只是試管里的氧氣，為：40mL/5=8mL，所以活塞應(yīng)停在20mL—8mL=12mL的刻度處；

（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷燃燒放出大量的熱，使試管中的壓強(qiáng)大于外界壓強(qiáng)，活塞向右移動(dòng)，反應(yīng)消耗了氧氣，冷卻后活塞從右向左移動(dòng)；由于白磷實(shí)際消耗掉的是試管（40mL）和注射器內(nèi)（20mL）的氧氣，為：（40mL+20mL）/5=12mL，所以活塞應(yīng)停在20mL—12mL==8mL的刻度處；

（4）因?yàn)榘琢自诿荛]容器內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量使氣體膨脹，可能會(huì)使橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等，造成實(shí)驗(yàn)失敗。

考點(diǎn)：測(cè)定空氣里氧氣含量的探究

點(diǎn)評(píng)：只有熟悉用磷測(cè)定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)，才能正確解答本題。