Question

3．如圖所示為測(cè)定空氣中氧氣含量的裝置及藥品：選用實(shí)際容積為40mL的直玻璃管作反應(yīng)容器，將過量的白磷放入直玻璃管，用橡皮塞塞緊直玻璃管，再與容積為60mL且潤(rùn)滑性良好的針筒注射器組成實(shí)驗(yàn)裝置．假設(shè)此裝置能按照設(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)回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)前，打開彈簧夾，將活塞前沿從注射器的20mL處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞依舊能回到20mL刻度處，則說明裝置氣密性好；
（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等冷卻到室溫后打開彈簧夾．實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到的現(xiàn)象是注射器的活塞停在12mL；
（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，玻璃管冷卻到室溫．實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到的現(xiàn)象是注射器的活塞先向右移動(dòng)，然后停在8mL處；
（4）若按照此實(shí)驗(yàn)的設(shè)想進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)可能遇到諸多問題，發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失�。�例如玻璃管發(fā)生炸裂（寫出一點(diǎn)即可）．

Answer 1

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的玻璃管與實(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)．還要注意防止玻璃管受熱不均或氣體體積受熱膨脹過大，從而造成玻璃管炸裂．

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，這時(shí)白磷燃燒消耗掉的只是試管內(nèi)的氧氣為40mL×$\frac{1}{5}$=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，白磷實(shí)際消耗掉的是試管40mL和注射器內(nèi)20mL的氧氣為（40mL+20mL）×$\frac{1}{5}$=12mL，所以活塞應(yīng)停在20mL-12mL=8mL的刻度處；
（4）因?yàn)榘琢兹紵�放出大量的熱，�?huì)使密閉體系內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，所以該實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題有：橡膠塞彈出、玻璃管爆裂、注射器活塞彈出等．
故答案為：玻璃管發(fā)生炸裂（答案合理即可）．
故答案為：
（1）裝置氣密性好；
（2）注射器的活塞停在12mL；
（3）注射器的活塞先向右移動(dòng)，然后停在8mL處；
（4）玻璃管發(fā)生炸裂．

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)．