Question

13．如圖1是“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)測(cè)定”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置．主要操作是：在實(shí)際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)50mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點(diǎn)燃．

（1）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過(guò)程中，瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是先下降后上升；集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起到哪些作用？abc（填寫序號(hào)字母）
a．加快集氣瓶冷卻   b．液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出    c．緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高
（2）反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．
（3）結(jié)論：氧氣約占空氣體積20%．
小華同學(xué)打算改進(jìn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，如圖2所示，在一個(gè)隔熱效果良好的容器上方安裝一個(gè)可自由上下移動(dòng)的活塞（活塞質(zhì)量忽略不計(jì)，起始位置在5刻度處）．加熱容器，使容器溫度達(dá)到80℃（已知白磷燃燒所需的最低溫度為40℃）．請(qǐng)回答：
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以觀察到：白磷能夠燃燒起來(lái)，產(chǎn)生大量熱，活塞先向上移動(dòng)，再向下移動(dòng)，最后停在刻度4處．
（5）有位同學(xué)用木炭取代白磷來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果實(shí)驗(yàn)失敗，請(qǐng)你分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因是木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)基本不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)白磷在空氣中燃燒時(shí)，能夠放出大量的熱，產(chǎn)生大量白煙，生成五氧化二磷；根據(jù)水的作用分析解答；
（2）根據(jù)白磷燃燒生成五氧化二磷解答；
（3）先根據(jù)所選藥品分析利用白磷燃燒消耗氧氣，裝置內(nèi)氣壓減小小于外界大氣壓，活塞向下移動(dòng)，再觀察活塞最終到達(dá)的位置確定氧氣的含量．
（4）根據(jù)木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)基本不變解答．

解答 解：（1）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過(guò)程中，燃燒時(shí)放出大量的熱，集氣瓶中的壓強(qiáng)增大，導(dǎo)致集氣瓶中的水被壓入導(dǎo)管，冷卻過(guò)程中，集氣瓶中的壓強(qiáng)減小，導(dǎo)管中的水進(jìn)入集氣瓶，故瓶?jī)?nèi)水面的變化是先下降后上升；
在集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以加快集氣瓶冷卻、液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出并且能夠緩沖集氣瓶?jī)?nèi)氣壓的驟然升高，故正確的是abc．
故填：先下降后上升；abc；
（2）白磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．故填：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（3）白磷燃燒產(chǎn)生白煙，放出大量的熱，開(kāi)始?xì)怏w受熱膨脹冷卻后因消耗氧氣（氧氣約占空氣總體積的五分之一），裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小；故活塞先向上移動(dòng)，再向下移動(dòng)，最后停在刻度4處．可得到結(jié)論氧氣約占空氣總體積的五分之一；故填：熱；先向上移動(dòng)，再向下移動(dòng)；4；
（4）木炭燃燒產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)基本不變，最后看不到活塞移動(dòng)，故填：木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)基本不變．

點(diǎn)評(píng) 本題采用新穎的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)空氣中氧氣的含量并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，綜合性強(qiáng)，針對(duì)性強(qiáng)，有利于活躍學(xué)生的思維和培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．