Question

11．某實驗小組利用如圖所示裝置測定空氣中氧氣體積分數并取得成功．
【查閱資料】白磷燃燒所需的最低溫度（也叫著火點）為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250mL，注射器中水的體積為60mL，該裝置氣密性良好．
【實驗探究】裝入藥品，按如圖所示連接好儀器，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，白磷燃燒時產生大量白煙（填“白煙”或“白霧”）并放出熱量；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（填“支持”或“不支持”）燃燒．
（2）寫出白磷（P）燃燒的文字表達式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是先變大后縮�。ㄌ睢翱s小”或“變大”或“先變大后縮小”）．
（4）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10mL時停止下流．導致以上兩現象發(fā)生的原因分別是：①白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；  ②錐形瓶中氧氣約占50mL，當注射器中的水進入錐形瓶約50mL后，瓶中氣壓與外界相當．
（5）在錐形瓶底鋪一層細沙的作用是防止防止錐形瓶炸裂．
【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、白磷的性質及燃燒的現象分析回答；
（2）白磷燃燒生產五氧化二磷；
（3）根據瓶內壓強的變化分析氣球的變化；
（4）根據瓶內壓強的變化及空氣中氧氣的體積分數分析．
（5）在錐形瓶底鋪一層細沙的作用是防止錐形瓶炸裂；
【得出結論】根據實驗數據分析．

解答 解：（1）將錐形瓶底部放入熱水中，白磷很快被引燃，白磷燃燒發(fā)出黃光，放出熱量，冒出白煙；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．
（2）白磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的文字表達式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷．
（3）白磷燃燒時放出大量的熱，使瓶內壓強增大，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶內壓強減�。�所以，可觀察到氣球的變化是先變大，后縮�。�
（4）由于白磷燃燒消耗了氧氣，瓶內壓強減�。�所以，注射器中的水自動噴出來．錐形瓶內空氣體積為250mL，又由于空氣中氧氣的體積分數約占空氣的$\frac{1}{5}$，所以錐形瓶中氧氣約占50mL，當注射器中的水還剩下約10mL時停止下流，瓶中氣壓與外界相當．
（5）在錐形瓶底鋪一層細沙的作用是防止錐形瓶炸裂；
【得出結論】由于“當注射器中的水還剩約10mL時停止下流”所以進入錐形瓶送的水為50mL，占錐形瓶內空氣體積的$\frac{1}{5}$，所以氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
故答案為：（1）白煙；不支持；
（2）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（3）先變大后縮�。�
（4）①白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；
②錐形瓶中氧氣約占50mL，當注射器中的水進入錐形瓶約50mL后，瓶中氣壓與外界相當．
（5）防止錐形瓶炸裂； $\frac{1}{5}$．

點評 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象，解此類問題時關鍵是分析清楚實驗原理．