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，設(shè)計(jì)出了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（每小格1分，共4分）

①如圖所示，連接儀器，發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性良好。

②在集氣瓶里裝a 體積的水，燃燒匙里放一塊白磷并在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，把長(zhǎng)導(dǎo)管的另一端放入盛有足量水的燒杯中。

③用力把預(yù)先加熱過(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)生大量白煙，同時(shí)放出大量的熱。

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根據(jù)a．b．c三個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)�；卮鹣铝袉�(wèn)題。

（1）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 。

（2）若實(shí)驗(yàn)非常成功，請(qǐng)寫(xiě)出a．b．c三個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足的一個(gè)等式關(guān)系式： 。

（3）組內(nèi)成員小張對(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。咨詢了組長(zhǎng)小明之后，他終于明白“a 體積的水”的作用，其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是 。

（4）在上述實(shí)驗(yàn)中，下列操作的實(shí)施和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值大于理論值的是

A．裝置氣密性不好

B．實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒(méi)有裝a體積的水

C．集氣瓶沒(méi)有冷卻到室溫

D．用紅磷代替白磷（紅磷的著火點(diǎn)在240℃左右）

 

Answer 1

（1）先往下再往上 （2）（b-a）=1／5 (c-a)

（3）使白磷燃燒時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)氣壓不會(huì)過(guò)度增大，不至于使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出；

【解析】

試題分析：（1）白磷燃燒時(shí)會(huì)放出大量的熱，集氣瓶?jī)?nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶?jī)?nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶?jī)?nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會(huì)沿著玻璃管再流入集氣瓶?jī)?nèi)；

（2）由于氧氣約占空氣總體積的1／5，實(shí)驗(yàn)前空氣的體積是(c-a)，實(shí)驗(yàn)后水面上升的體積即為氧氣的體積，即（b-a）=1／5 (c-a)；

（3）集氣瓶?jī)?nèi)預(yù)先裝入適量的水，使白磷燃燒時(shí)集氣瓶?jī)?nèi)氣壓不會(huì)過(guò)度增大，不至于使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出；

（4）“裝置氣密性不好”與“集氣瓶沒(méi)有冷卻到室溫”都會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)水的體積減少，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值小于理論值；用紅磷代替白磷后生成物仍然是只有五氧化二磷生成，所以不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；如果實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒(méi)有裝a體積的水，會(huì)使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出，從而導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣壓減小幅度過(guò)大，使進(jìn)入水的體積變大，所以實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值大于理論值。

考點(diǎn)：測(cè)定空氣成分實(shí)驗(yàn)