Question

13．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置測(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]錐形瓶內(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1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，集氣瓶內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是大量白煙，足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內(nèi)剩余氣體不支持燃燒（填“支持”或“不支持”）．寫出白磷燃燒的文字或化學(xué)符號(hào)表達(dá)式：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，可觀察到氣球的變化是先鼓后癟．
（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導(dǎo)致這些現(xiàn)象發(fā)生的原是：當(dāng)注射器中的水還剩約4mL時(shí)停止下流．白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；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)．
[得出結(jié)論]氧氣約占空氣總體積的1/5．
[反思拓展]用此實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)，跟教材實(shí)驗(yàn)（圖2）
比較有何優(yōu)點(diǎn)？（請(qǐng)答一點(diǎn)）減少了污染，實(shí)驗(yàn)測(cè)定更精確；
進(jìn)行科學(xué)探究需要注意的要素觀察仔細(xì)，探索深入等．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燃燒的條件、分析回答剩余氣體的特點(diǎn)，根據(jù)白磷燃燒生成五氧化二磷書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)瓶內(nèi)壓強(qiáng)的變化分析氣球的變化；
（3）根據(jù)瓶內(nèi)壓強(qiáng)的變化及空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析；
[得出結(jié)論]
[反思拓展]根據(jù)氧氣約占空氣體積的五分之一解答；
【拓展應(yīng)用】根據(jù)裝置特點(diǎn)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內(nèi)剩余氣體不支持燃燒，白磷燃燒生成的是五氧化二磷，故填：不支持；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）白磷開始燃燒時(shí)放出大量的熱，壓強(qiáng)增大，則氣球變大，當(dāng)白磷不再燃燒，溫度降低，由于氧氣被消耗，則瓶內(nèi)氣壓小于大氣壓，故氣球又會(huì)變小，故填：先鼓后癟；
（3）由于白磷燃燒消耗了氧氣，導(dǎo)致瓶內(nèi)的氣壓減小，故注射器內(nèi)的水會(huì)流下，錐形瓶內(nèi)空氣體積為230mL，氧氣約占230mL×$\frac{1}{5}$=46mL，故注射器中的水約剩50mL-46mL=4mL時(shí)停下，故白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；錐形瓶中氧氣約占46mL，當(dāng)注射器中的水進(jìn)入錐形瓶約46mL后，瓶中氣壓與外界相當(dāng)；
[得出結(jié)論]氧氣約占空氣總體積的1/5；
[反思拓展]用此實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的優(yōu)點(diǎn)是：減少了污染，實(shí)驗(yàn)測(cè)定更精確；進(jìn)行科學(xué)探究需要注意的要素是：觀察仔細(xì)，探索深入等．
答案：
（1）大量白煙；不支持；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅    
（2）先鼓后癟；
（3）當(dāng)注射器中的水還剩約4mL時(shí)停止下流．白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；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)；
[得出結(jié)論]1/5；
[反思拓展]減少了污染，實(shí)驗(yàn)測(cè)定更精確；觀察仔細(xì)，探索深入等．

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．