Question

某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了“空氣中氧氣含量測(cè)定”的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了教材中的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①連接儀器；
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(diǎn)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(dòng)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．
③把預(yù)熱過(guò)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

 

，同時(shí)放出大量的熱．
④待白磷燃燒熄滅后，進(jìn)行振蕩．
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(gè)集氣瓶的體積是c．
⑥計(jì)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(wèn)題．
（1）請(qǐng)完成步驟①、③有關(guān)內(nèi)容．
（2）請(qǐng)寫出白磷燃燒時(shí)的文字表達(dá)式

 

，在白磷開(kāi)始燃燒到最后熄滅的過(guò)程中，集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是

 

A．先上升，后下降  B．先下降，后上升  C．上升  D．下降
（3）若實(shí)驗(yàn)取得成功，a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足：

(b-a)

(c-a)

≈

 

．
（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明上述瓶?jī)?nèi)無(wú)氧氣剩余，簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

（5）小明對(duì)“實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里要裝進(jìn)適量a體積的水”非常不理解．在老師的指導(dǎo)下，他終于明白“a體積水”的作用：

 

；

 

．（答兩點(diǎn)）

Answer 1

考點(diǎn)：空氣組成的測(cè)定,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：空氣與水

分析：白磷燃燒時(shí)產(chǎn)生大量白煙，放出大量的熱，生成白色固體--五氧化二磷；
氧氣約占空氣總體積的20%；
如果白磷過(guò)量，則集氣瓶中的氧氣能被完全消耗；
水能夠是裝置快速冷卻；
五氧化二磷能和水反應(yīng)．

解答：解：（1）③把預(yù)熱過(guò)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(shí)放出大量的熱．
故填：白煙．
（2）白磷燃燒時(shí)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣→點(diǎn)燃五氧化二磷；
在白磷開(kāi)始燃燒時(shí)，反應(yīng)放出大量的熱，集氣瓶中的空氣膨脹，壓強(qiáng)增大，集氣瓶中的水一部分被排出，液面下降；
最后熄滅冷卻至室溫時(shí)，集氣瓶中的壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶，液面上升，因此集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是先下降，后上升．
故填：磷+氧氣→點(diǎn)燃五氧化二磷；B．
（3）因?yàn)?span id="nbblvbr" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

(b-a)

(c-a)

表示空氣中氧氣的體積和空氣的體積之比，所以

(b-a)

(c-a)

≈

1

5

．
故填：15．
（4）如果將實(shí)驗(yàn)完后燃燒匙內(nèi)的固體放在酒精燈的火焰上加熱時(shí)，能夠產(chǎn)生白煙，說(shuō)明白磷過(guò)量，進(jìn)一步能夠說(shuō)明上述瓶?jī)?nèi)無(wú)氧氣剩余．
實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
將實(shí)驗(yàn)完后燃燒匙內(nèi)的固體放在酒精燈的火焰上	產(chǎn)生大量白煙

（5）“a體積水”的作用：加快集氣瓶的冷卻，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間；吸收反應(yīng)生成的五氧化二磷，防止污染環(huán)境．
故填：加快集氣瓶的冷卻；吸收反應(yīng)生成的五氧化二磷．

點(diǎn)評(píng)：合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．