Question

19．某化學興趣小組同學設計了多組實驗裝置測定空氣中氧氣的含量．
（1）甲同學設計圖1裝置進行實驗．實驗過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，其原因是氧氣被消耗，產(chǎn)生壓強差． 實驗過程中經(jīng)常會出現(xiàn)水小于$\frac{1}{5}$的結果，請你分析可能原因之一是裝置漏氣．
（2）乙同學設計計出了如圖2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，然后在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，玻璃棒的作用為引燃白磷；（注：集氣瓶內(nèi)的長導管已接近瓶底）
③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，現(xiàn)象為劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙，該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（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)．已知C=60ml  a=10ml，則b=20ml，得出結論，氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$．
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；其二則主要是形成液封．
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B
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

分析 紅磷和白磷在空氣中燃燒都能夠生成五氧化二磷，同時產(chǎn)生大量白煙，放出大量的熱；
氧氣約占空氣總體積的五分之一．

解答 解：（1）實驗過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，其原因是氧氣被消耗，產(chǎn)生壓強差；
如果裝置漏氣、紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開止水夾時，導致進入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一．
故填：氧氣被消耗，產(chǎn)生壓強差；裝置漏氣．
（2）玻璃棒的作用為引燃白磷．
故填：引燃白磷．
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，現(xiàn)象為劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙，該反應的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
故填：劇烈燃燒，產(chǎn)生大量白煙；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
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，這是因為白磷燃燒放熱，壓強增大，導致液面下降，冷卻至室溫后，氧氣消耗，壓強減小，導致液面上升．
故填：先下降后上升．
⑤因為氧氣約占空氣總體積的五分之一，因此集氣瓶中的氧氣體積為：（60mL-10mL）×$\frac{1}{5}$=10mL，b=10mL+10mL=20mL；
得出結論，氧氣的體積分數(shù)約為$\frac{1}{5}$．
故填：20；$\frac{1}{5}$．
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；其二則主要是形成液封．
故填：形成液封．
②A．裝置氣密性不好，會導致實驗最后產(chǎn)生的實際值小于理論值；       
B．實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，燃燒過程中，由于氣體壓強增大，導致部分氣體通過導管逸出，從而導致實驗最后產(chǎn)生的實際值大于理論值；
C．集氣瓶沒有冷卻到室溫，會導致實驗最后產(chǎn)生的實際值小于理論值；
 D．用紅磷代替白磷，如果紅磷燃燒，則不影響實驗結果，如果紅磷不能燃燒，則會導致水不能進入集氣瓶，從而導致實驗失�。�
故填：B．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．