Question

15．某�；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了“空氣中氧氣含量測定”的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了教材中的實驗，設(shè)計出了如圖所示的實驗裝置，實驗步驟如下：
①如圖所示，連接儀器，檢查裝置的氣密性，發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性良好；
②在集氣瓶里裝進(jìn)適量a體積的水，燃燒匙里放一小塊白磷（注：白磷比紅磷易燃，著火點只有40℃，化學(xué)性質(zhì)及燃燒的產(chǎn)物均與紅磷相同），在橡皮塞上插一根能上下移動的玻璃棒；再在橡皮塞上插一根接近瓶底的導(dǎo)管，并把導(dǎo)管的另一端放入盛有水的燒杯中．（注：集氣瓶內(nèi)的長導(dǎo)管已伸到了瓶底）③稍用力把預(yù)熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，同時放出大量的熱．
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤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．
⑥根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．
根據(jù)以上信息，回答下列問題．
（1）在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．
（2）若實驗非常成功，請寫出a，b，c三個數(shù)據(jù)應(yīng)滿足的一個等式關(guān)系式：$\frac{b-a}{c-a}$=$\frac{1}{5}$．
（3）組內(nèi)成員小葛為了證明實驗完成后的集氣瓶內(nèi)是否還有氧氣剩余，他沒有利用其它的儀器和藥品，仍是利用了上述實驗涉及的儀器和藥品，設(shè)計了一個實驗，最后得出了瓶內(nèi)一定沒有氧氣剩余的結(jié)論．你知道他是如何實驗的嗎？寫出簡要的實驗步驟和實驗現(xiàn)象．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象

Answer 1

分析 白磷燃燒生成五氧化二磷，能夠觀察到產(chǎn)生大量白煙，同時放出大量的熱；
氧氣約占空氣總體積的五分之一．

解答 解：（1）在白磷開始燃燒時，因為白磷燃燒放出大量的熱，溫度迅速升高，導(dǎo)致集氣瓶中的壓強(qiáng)迅速增大，把一部分水壓入燒杯中；
到最后熄滅的過程中，集氣瓶中的氧氣被消耗，同時溫度降低，導(dǎo)致集氣瓶中的壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓作用下，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，因此集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是先下降，后上升．
故填：先下降，后上升．
（2）設(shè)集氣瓶的橫截面積s，因為氧氣約占空氣總體積的五分之一，因此有：$\frac{（b-a）s}{（c-a）s}$=$\frac{1}{5}$，即$\frac{b-a}{c-a}$=$\frac{1}{5}$，
故填：$\frac{b-a}{c-a}$=$\frac{1}{5}$．
（3）實驗步驟：將實驗完后燃燒匙內(nèi)的固體放到酒精燈的火焰上加熱；
實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生大量的白煙；
實驗結(jié)論：實驗后白磷過量，進(jìn)一步證明了實驗完成后的集氣瓶內(nèi)氧氣沒有剩余．
故答案為：將實驗完后燃燒匙內(nèi)的固體放到酒精燈的火焰上加熱；產(chǎn)生大量的白煙．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．