Question

為了測(cè)定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下乙方案：選用容積為40mL的試管作為反應(yīng)容器，將過量的紅磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管，通過導(dǎo)管與實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器組成如圖所示的實(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，白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)氣體體積忽略不計(jì)，且兩個(gè)容器間得導(dǎo)管足夠粗，保持空氣正常流動(dòng)．請(qǐng)回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)檢查裝置的氣密性，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

 

，則說明裝置氣密性良好．
（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，可觀察到的現(xiàn)象為

 

，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾．發(fā)現(xiàn)注射器活塞停在

 

刻度處，該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是

 

．
（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．最后注射器活塞最終停留在

 

刻度處．
（4）乙裝置和甲裝置相比較具有更大的優(yōu)點(diǎn)是

 

（5）下列實(shí)驗(yàn)操作，不會(huì)對(duì)小華的實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的是

 

A、裝置有點(diǎn)漏氣      B、白磷的量不足       C、用干燥的紅磷代替白磷做實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

考點(diǎn)：空氣組成的測(cè)定

專題：空氣與水

分析：本題是測(cè)定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)探究，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實(shí)驗(yàn)中用的是過量的白磷，燃燒后的生成物是固體，不需要占很大的空間．本實(shí)驗(yàn)中用的是40mL的試管與實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器，并且活塞在20mL處，有助于反應(yīng)結(jié)束后計(jì)算體積．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大，從而造成試管炸裂．

解答：解：（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(gè)裝置都不漏氣；
（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，可觀察到的現(xiàn)象為白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，燃燒結(jié)束，這時(shí)白磷燃燒消耗掉的只是試管內(nèi)的氧氣為40mL×

1

5

=8mL，所以活塞應(yīng)停在20mL-8mL=12mL的刻度處，該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧氣約占空氣體積的五分之一；
（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，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）×

1

5

=12mL，所以活塞應(yīng)停在20mL-12mL=8mL的刻度處；
（4）圖2的設(shè)計(jì)操作與圖1比較，它可以防止磷燃燒產(chǎn)生的白煙散逸到空氣中，再就是裝置的刻度更清楚，讀數(shù)更準(zhǔn)確；
（5）裝置漏氣、白磷的量不足會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于2l%，用干燥的紅磷代替白磷做實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響；
故答案為：（1）活塞仍能返回20ml刻度處；（2）白磷燃燒，放出大量熱，產(chǎn)生大量白煙；12ml；氧氣約占空氣體積的五分之一；（3）8ml；（4）實(shí)驗(yàn)在密閉體系中進(jìn)行，減少了空氣污染，讀數(shù)更準(zhǔn)確；（5）C．

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可能造成實(shí)驗(yàn)失敗的原因的分析，解此類問題時(shí)關(guān)鍵是分析清楚實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)．