Question

某化學興趣小組同學設計了多組實驗裝置測定空氣中氧氣的含量．

（1）甲同學設計如圖甲裝置進行實驗．實驗過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，其原因是

 

． 實驗過程中經(jīng)常會出現(xiàn)水小于

1

5

的結果，請你分析可能原因之一是

 

．
（2）乙同學設計計出了如圖乙所示的實驗裝置．
實驗過程：
①檢查裝置的氣密性，氣密性良好；
②在集氣瓶里裝進適量a 體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（40℃即可燃燒），按圖示裝置連接儀器，然后在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，玻璃棒的作用為

 

；（注：集氣瓶內(nèi)的長導管已接近瓶底）
③把預先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，現(xiàn)象為

 

，該反應的文字表達式為：

 

；（注：白磷與紅磷燃燒的產(chǎn)物、現(xiàn)象均相同）
④待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個集氣瓶的體積是c．
從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是

 

；
⑤根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)．已知C=60ml，a=10ml，則b=

 

ml，得出結論，氧氣的體積分數(shù)為

 

．
實驗反思：
①組內(nèi)成員小張對“實驗前集氣瓶里要裝進適量a 體積的水”非常不理解．咨詢了組長小明之后，他終于明白“a 體積的水”的作用，其一是為了加快④步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是

 

．
②在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)，會導致實驗最后產(chǎn)生的實際值大于理論值的是

 

．
A．裝置氣密性不好             B．實驗前集氣瓶里沒有裝a 體積的水
C．集氣瓶沒有冷卻到室溫        D．用紅磷代替白磷（紅磷的著火點在240℃左右）

Answer 1

考點：測定空氣里氧氣含量的探究,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：本題是測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)的實驗探究，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實驗中用的是紅磷和白磷；要使本實驗成功，必須注意以下幾點：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)．本題中甲同學設計如圖甲裝置進行實驗，實驗過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是其原因是沒有關閉止水夾；進入集氣瓶中水的體積小于五分之一，有可能有以下幾點：紅磷的量不足、沒有冷卻就讀數(shù)；白磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙，磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷．實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水的作用是：形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是先下降，后上升，因為開始時，燃燒放熱使氣體體積膨脹，冷卻后收縮，因此先下降，后上升；根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)，已知C=60ml，a=10ml，a上面的空氣五等分，則b=20mL；因此氧氣的體積分數(shù)=

10mL

50mL

×100%=20%；在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)，會導致實驗最后產(chǎn)生的實際值大于理論值的是：實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，使一部分氣體在導管逸出．

解答：解：（1）本題中甲同學設計如圖甲裝置進行實驗，實驗過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，其原因是沒有關閉止水夾；進入集氣瓶中水的體積小于五分之一，有可能有以下幾點：紅磷的量不足、沒有冷卻就讀數(shù)；故答案為：沒有關閉止水夾；紅磷的量不足（合理即可）；
（2）白磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷．從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是先下降，后上升，因為開始時，燃燒放熱使氣體體積膨脹，冷卻后收縮，因此先下降，后上升；根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)，已知C=60ml，a=10ml，a上面的空氣五等分，則b=20mL；因此氧氣的體積分數(shù)=

10mL

50mL

×100%=20%；實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水的作用是：形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)，會導致實驗最后產(chǎn)生的實際值大于理論值的是：實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，使一部分氣體在導管逸出；故答案為：實驗過程：②引燃白磷；③發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；④先下降，后上升；⑤20；20%；實驗反思：①形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；②；實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水的作用是：形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；B；

點評：本考點是用白磷測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗要具體問題具體分析，根據(jù)設計的步驟中不同的現(xiàn)象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．本考點主要出現(xiàn)在填空題和實驗題中．