Question

6．為測定空氣中氧氣的含量，小明同學設計如下方案：選用容積為40mL的試管作反應器，將白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管口，通過導管與容積為60mL針筒注射器組成如圖的實驗裝置．假設此實驗能按照小明的設想正常進行，且白磷所占體積與導管內的氣體體積忽略不計，請回答下列問題：
（1）實驗前應檢驗裝置的氣密性
（2）若先夾緊彈簧夾，用凸透鏡聚光加熱白磷，可觀察到的試管內現(xiàn)象為：白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，并放熱；燃燒結束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾．假設氧氣完全反應，活塞理論上應向左移動約8mL．（活塞潤滑性很好）
（3）小明進行實驗后，發(fā)現(xiàn)氧氣在空氣中的體積分數(shù)的測量結果偏小，可能的原因有ABC（可多選）
A、氣密性檢查方法不妥，導致氣密性不夠好   B、白磷質量不夠
C、未等試管冷卻就讀數(shù)                     D、針筒注射器的容積太大．

Answer 1

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．本實驗中用的是40mL的試管與實際容積為60mL且潤滑性很好的針筒注射器，并且活塞在20mL處，有助于反應結束后計算體積．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)．還要注意防止試管受熱不均或氣體體積受熱膨脹過大，從而造成試管炸裂．

解答 解：（1）實驗前應檢驗裝置的氣密性；
（2）若先夾緊彈簧夾，用凸透鏡聚光加熱白磷，可觀察到的試管內現(xiàn)象為：白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，并放熱；這時白磷燃燒消耗掉的只是試管內的氧氣為40mL×$\frac{1}{5}$=8mL，活塞理論上應向左移動約8mL；
（3）小明進行實驗后，發(fā)現(xiàn)氧氣在空氣中的體積分數(shù)的測量結果偏小，可能的原因有：白磷量不足或裝置氣密性不好或未冷卻到室溫就讀數(shù)．
故答案為：
（1）氣密性；
（2）產(chǎn)生大量白煙；8；
（3）ABC．

點評 本題主要考查實驗測定空氣中氧氣含量的原理及可能造成實驗失敗的原因的分析，解此類問題時關鍵是分析清楚實驗原理，了解實驗過程中的注意事項．