Question

【題目】某化學興趣小組同學設(shè)計了多組實驗裝置測定空氣中氧氣的含量。

（1）甲同學設(shè)計如圖裝置進行實驗。實驗過程中觀察到的現(xiàn)象是水倒流，實驗過程中經(jīng)常會出現(xiàn)水小于1/5的結(jié)果，請你分析可能原因是__________（至少寫出2點）

（2）乙同學設(shè)計出了如下圖所示的實驗裝置。

實驗過程：

①檢查裝置的氣密性，氣密性良好；

②在集氣瓶里裝進適量a體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（40℃即可燃燒），按圖示裝置連接儀器，然后再酒精燈上把玻璃棒下端加熱，玻璃棒的作用為_______________；（注：集氣瓶內(nèi)的長導管已接近瓶底）

③把預先加熱的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，現(xiàn)象為__________，該反應(yīng)的符號表達式為：_____________；（注：白磷與紅磷燃燒的產(chǎn)物、現(xiàn)象均相同）

④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。從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____________。

⑤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)。已知c=60mL，a=10mL，則b=_____mL，得出結(jié)論，氧氣的體積分數(shù)為______________。

實驗反思：

①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④步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是______________。

②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

【答案】裝置漏氣； 氧氣消耗到一定濃度不能繼續(xù)與紅磷發(fā)生反應(yīng) 引燃白磷 產(chǎn)生大量白煙，放熱； P+O2P2O5 20； 1/5 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 B

【解析】

（1）實驗過程中觀察到的現(xiàn)象是水倒流，實驗過程中經(jīng)常會出現(xiàn)水小于1/5的結(jié)果，可能原因是：裝置的氣密性不好、白磷的量不足、沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾讀數(shù)或氧氣消耗到一定濃度不能繼續(xù)與紅磷發(fā)生反應(yīng)等；

（2）實驗過程：

②在集氣瓶里裝進適量a體積的水，白磷達到一定溫度時才能燃燒，燃燒匙里放一塊白磷（40℃即可燃燒），按圖示裝置連接儀器，然后再酒精燈上把玻璃棒下端加熱，熱的玻璃棒給白磷加熱，玻璃棒的作用為引燃白磷；③白磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；④磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，符號表達式為：4P+5O22P2O5；從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，因為開始時，燃燒放熱使氣體體積膨脹，冷卻后收縮，因此先下降，后上升；⑤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)，氧氣約占空氣體積的五分之一，已知C=60ml，a=10ml，a上面的空氣五等分，則b=20mL；因此氧氣的體積分數(shù)= ×100%=20%；

實驗反思：

①實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水的作用是：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；②A. 裝置氣密性不好，白磷燃燒結(jié)束后冷卻時外界氣體進入集氣瓶，使瓶內(nèi)氣體減少的量比氧氣少，測定結(jié)果偏��； B. 實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，在磷燃燒時，因放出大量熱使氣體膨脹，使一部分氣體在導管逸出，測定結(jié)果偏大；C. 集氣瓶沒有冷卻到室溫，導致剩余氣體膨脹，進入集氣瓶的水偏少，測定結(jié)果偏�。� D. 用紅磷代替白磷（紅磷的著火點在240℃左右）。由于紅磷和白磷與氧氣的反應(yīng)產(chǎn)物相同，故沒有影響。故選B。