Question

4．實驗小組利用如圖所示裝置測量空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)并取得成功．
[查閱資料]白磷的著火點(diǎn)40℃．
[提出問題]氧氣體積約占空氣總體積的多少？
[實驗準(zhǔn)備]錐形瓶內(nèi)空氣體積為200mL，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，說明燃燒不能缺少的一個條件可燃物的溫度要達(dá)到著火點(diǎn)，除此之外，燃燒還需要的條件是可燃物、氧氣或空氣；
（2）白磷燃燒的現(xiàn)象是冒出大量的白煙、放熱，寫出白磷燃燒的化學(xué)方程式：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅，基本反應(yīng)類型是化合反應(yīng)．
（3）足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內(nèi)剩余氣體不支持燃燒（填“支持”或“不支持”）；
（4）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是先鼓后癟．
（5）待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫后，打開彈簧夾，還可觀察到的現(xiàn)象是：①注射器中的水自動噴射出來，②當(dāng)注射器中的水還剩約10mL時停止下流．導(dǎo)致這些現(xiàn)象發(fā)生的原因是：白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；錐形瓶中氧氣約占40mL，當(dāng)注射器中的水進(jìn)入錐形瓶約40mL后，瓶中氣壓與外界相當(dāng)．
[得出結(jié)論]氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
[拓展應(yīng)用]（6）有同學(xué)們提出：若反應(yīng)前稱量整套裝置的質(zhì)量為m克，反應(yīng)后待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫，擦干錐形瓶外壁的水后，再次稱量整套裝置的質(zhì)量為等于m克（填“大于”、“等于”、“小于”），判斷的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燃燒的條件分析解答；
（2）根據(jù)白磷的性質(zhì)及燃燒的現(xiàn)象分析回答；
（3）根據(jù)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解答；
（4）根據(jù)瓶內(nèi)壓強(qiáng)的變化分析氣球的變化；
（5）根據(jù)瓶內(nèi)壓強(qiáng)的變化及空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)分析．
（6）根據(jù)質(zhì)量守恒定律解答．

解答 解：（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(dá)到著火點(diǎn)．除此之外，燃燒還需要的條件是可燃物、氧氣或空氣；
（2）白磷燃燒冒出大量的白煙、放熱，生成五氧化二磷，燃燒的化學(xué)方程式為：4P+5O₂  $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；基本反應(yīng)類型是化合反應(yīng)；
（3）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．
（4）白磷燃燒時放出大量的熱，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減�。�所以，可觀察到氣球的變化是先變大，后縮�。�
（5）①由于白磷燃燒消耗了氧氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減�。�所以，注射器中的水自動噴出來．
②錐形瓶中氧氣約占40mL，當(dāng)注射器中的水進(jìn)入錐形瓶約40mL后，瓶中氣壓與外界相當(dāng)；
（6）若反應(yīng)前稱量整套裝置的質(zhì)量為m克，反應(yīng)后待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫，擦干錐形瓶外壁的水后，再次稱量整套裝置的質(zhì)量為等于m克，判斷的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律．
故答案為：
（1）可燃物的溫度要達(dá)到著火點(diǎn)；可燃物，氧氣或空氣；
（2）冒出大量的白煙、放熱；4P+5O₂  $\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅   化合反應(yīng)；
（3）不支持；
（4）先鼓后癟（其它合理描述也可）；
（5）白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；錐形瓶中氧氣約占40mL，當(dāng)注射器中的水進(jìn)入錐形瓶約40mL后，瓶中氣壓與外界相當(dāng)；
（6）等于，質(zhì)量守恒定律

點(diǎn)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．