Question

某實驗小組利用如圖1所示裝置測量空氣中氧氣體積分數(shù)并取得成功．

【查閱資料】白磷的著火點40℃．
【提出問題】氧氣體積約占空氣總體積的多少？
【實驗準備】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．
【實驗探究】裝入藥品，按圖所示連接好儀器，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，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

 

燃燒（填“支持”或“不支持”）．寫出白磷燃燒的化學(xué)方程式：

 

．
（2）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是

 

．
（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注射器中的水自動噴射出來，②當注射器中的水還剩約4mL時停止下流．導(dǎo)致這些現(xiàn)象發(fā)生的原因是：

 

；

 

．
【得出結(jié)論】氧氣約占空氣總體積的

1

5

．
【評價與反思】有同學(xué)設(shè)想用其他物質(zhì)代替白磷進行實驗（裝置不變），則下列因素不會影響實驗結(jié)果的是

 

．
A．替代物能否和氧氣反應(yīng)  　　   B．替代物的用量
C．替代物顏色　　　　        　D．生成物的狀態(tài)
（4用如圖2裝置來測定空氣中氧氣的含量．你認為此實驗最后打開止水夾K后可以看到什么現(xiàn)象？

 

．

Answer 1

考點：測定空氣里氧氣含量的探究,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【現(xiàn)象分析】
（1）根據(jù)燃燒的條件、白磷的性質(zhì)及燃燒的現(xiàn)象分析回答；
（2）根據(jù)瓶內(nèi)壓強的變化分析氣球的變化；
（3）根據(jù)瓶內(nèi)壓強的變化及空氣中氧氣的體積分數(shù)分析．
【評價與反思】在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)．保證本實驗成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．
（4）考慮水進入集氣瓶的體積約為

1

5

．

解答：解：【現(xiàn)象分析】
（1）將錐形瓶底部放入熱水中，白磷很快被引燃，說明燃燒不能缺少的一個條件是溫度達到著火點．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．白磷燃燒生成了五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅．白磷燃燒發(fā)出黃光，放出熱量，冒出白煙；
（2）白磷燃燒時放出大量的熱，使瓶內(nèi)壓強增大，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶內(nèi)壓強減�。�所以，可觀察到氣球的變化是先變大，后縮�。�
（3）由于白磷燃燒消耗了氧氣，瓶內(nèi)壓強減�。�所以，注射器中的水自動噴出來．又由于空氣中氧氣的體積分數(shù)約占空氣的

1

5

，所以，當注射器中的水還剩下約4mL時停止下流．
【評價與反思】替代物的顏色不會影響實驗結(jié)果．如果替代物和氧氣反應(yīng)，就會使流入集氣瓶的水的體積小于

1

5

；如果替代物的用量不足，就會使氧氣不能完全反應(yīng)，使流入集氣瓶的水的體積小于

1

5

；生成物如果是易溶于水的氣體，就會使占氧氣的空間，使測量的結(jié)果不正確．只有顏色變化不會影響測量結(jié)果．故選C．
（4）在如圖是測定空氣中氧氣含量的實驗中，打開彈簧夾，可以看到：水進入集氣瓶，進入水體積約占瓶中空氣體積的

1

5

．該實驗證明了氧氣占空氣總體積的

1

5

；
故答案為：
（1）不支持；4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；
（2）先鼓后癟（其它合理描述也可）；
（3）①白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；
②錐形瓶中氧氣約占46mL，當注射器中的水進入錐形瓶約46mL后，瓶中氣壓與外界相當．
【評價與反思】C．
（4）水進入集氣瓶，進入水體積約占瓶中空氣體積的

1

5

．

點評：本題主要考查實驗測定空氣中氧氣含量的原理及實驗的現(xiàn)象，解此類問題時關(guān)鍵是分析清楚實驗原理．