Question

19．某實驗小組利用如圖所示裝置測量空氣中氧氣體積分數并取得成功．
【查閱資料】白磷的著火點40℃．
【提出問題】氧氣體積約占空氣總體積的多少？
【實驗準備】錐形瓶內空氣體積為230ml，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，安圖所示連接好儀器，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．
【現象分析】
（1）將錐形瓶底部放入熱水中，白磷被引燃，看到實驗現象是產生大量白煙、放熱．足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體不支持燃燒（填“支持”或“不支持”），寫出白磷燃燒的文字表達式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（2）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是先鼓后癟．
（3）待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫后，打開彈簧夾，還可觀察到的現象是：①注射器中的水自動噴射出來；②當注射器中的水還剩約4ml時停止下流，導致這些現象發(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；消耗的氧氣約占錐形瓶體積的$\frac{1}{5}$．
【得出結論】氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 （1）根據燃燒的條件、分析回答剩余氣體的特點，根據白磷燃燒生成五氧化二磷書寫反應的文字表達式；
（2）根據瓶內壓強的變化分析氣球的變化；
（3）根據壓強的知識分析水回流的現象．

解答 解：
（1）將錐形瓶底部放入熱水中，白磷被引燃，看到實驗現象是產生大量白煙、放熱；足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體不支持燃燒，白磷燃燒生成的是五氧化二磷，白磷燃燒的文字表達式為：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）白磷開始燃燒時放出大量的熱，壓強增大，則氣球變大，當白磷不再燃燒，溫度降低，由于氧氣被消耗，則瓶內氣壓小于大氣壓，故氣球又會變小，故填：先鼓后癟；
（3）由于白磷燃燒消耗了氧氣，導致瓶內的氣壓減小，故注射器內的水會流下，錐形瓶內空氣體積為230mL，氧氣約占230mL×$\frac{1}{5}$=46mL，故注射器中的水約剩50mL-46mL=4mL時停下，致這些現象發(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46mL，當注射器中的水進入錐形瓶約46mL后，瓶中氣壓與外界相當．消耗的氧氣約占錐形瓶體積的$\frac{1}{5}$．
答案：
（1）產生大量白煙、放熱；不支持；磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）先鼓后癟；
（3）4；白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；消耗的氧氣約占錐形瓶體積的$\frac{1}{5}$

點評 本題考查的是空氣中氧氣含量的測定，完成此題，可以依據已有的知識進行．