Question

某校化學研究性學習小組在學習了“空氣中氧氣含量測定”的基礎(chǔ)上，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，發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性良好．
②在集氣瓶里裝a 體積的水，燃燒匙里放一塊白磷并在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，把長導管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．
③用力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，產(chǎn)生大量白煙，同時放出大量的熱．
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數(shù)．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

 

．
（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：

 

．
（3）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⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是

 

．
（4）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：空氣組成的測定

專題：空氣與水

分析：根據(jù)白磷燃燒時瓶內(nèi)氣體體積的變化情況進行解釋：白磷燃燒時會放出大量的熱，集氣瓶內(nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶內(nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶內(nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內(nèi)；根據(jù)空氣中氧氣的含量與白磷燃燒只消耗氧氣的性質(zhì)進行分析；圍繞“白磷燃燒時集氣瓶內(nèi)壓力增大過度，會使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出”這一因素進行分析；根據(jù)集氣瓶內(nèi)氣壓的變化情況進行判斷．

解答：（1）白磷燃燒時會放出大量的熱，集氣瓶內(nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶內(nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶內(nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內(nèi)；故答案為：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)系式是：

b-a

c-a

=

1

5

或

b-a

c-a

×100%=20%（或21%）或5b-c=4a；故答案為是：

b-a

c-a

=

1

5

或

b-a

c-a

×100%=20%（或21%）或5b-c=4a；
（3）其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是：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(jié)果；故答案為：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(jié)果；
（4）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；AC都偏��；故答案為：B

點評：本考點是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．空氣中氧氣含量的測定也是中考考查的一個熱點，重點考查實驗過程中看到的現(xiàn)象以及導致實驗結(jié)果偏大或偏小的原因．這類探究實驗中要注意以下幾點：①裝置的嚴密性②所用藥品的量③生成物的狀態(tài)④讀數(shù)時要冷卻到原溫度等．要具體問題具體分析，根據(jù)設(shè)計的步驟中不同的現(xiàn)象去思考，從而得出正確的結(jié)論．本考點經(jīng)常出現(xiàn)在選擇題、填空題和實驗題中．