Question

3．某�；瘜W研究性學習小組在學習了“空氣中氧氣含量測定”的基礎上，改進了教材中的實驗，設計出了如圖所示的實驗裝置．實驗步驟如下：
①如圖所示，連接儀器，檢查裝置的氣密性．發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性良好．
②在集氣瓶里裝進適量a體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（白磷燃燒所需要的最低溫度是40℃），并在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，按圖示裝置把集氣瓶中的空氣密封起來，把長導管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．（注：集氣瓶內的長導管已伸到了瓶底）
③用力把預先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，產生大量白煙，同時放出大量的熱．（注：白磷與紅磷燃燒的產物相同）
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤待集氣瓶冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個集氣瓶的體積是c．
⑥根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)．
根據(jù)以上信息，回答下列問題．
（1）用文字表達式表示該實驗中發(fā)生的化學反應磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）待裝置冷卻至室溫，打開止水夾，可觀察到：水倒吸入集氣瓶，約占瓶中空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）若實驗非常成功，請寫出a、b、c三個數(shù)據(jù)應滿足的一個等式關系式：b-a=$\frac{1}{5}c$；
（4）在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)，會導致實驗最后產生的實際值小于理論值的是AC：
A、裝置氣密性不好
B、實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水
C、集氣瓶沒有冷卻到室溫
D、用紅磷代替白磷（紅磷燃燒所需要的最低溫度在240℃左右）
（5）通過該實驗，你得到的結論是氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 根據(jù)白磷燃燒時瓶內氣體體積的變化情況進行解釋：白磷燃燒時生成了五氧化二磷，消耗了氧氣，使集氣瓶內的壓強減小，冷卻至室溫打開止水夾時燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內；進入水的體積即為空氣中中氧氣的體積，據(jù)此分析回答有關的問題．

解答 解：（1）該實驗中白磷燃燒生成了五氧化二磷，發(fā)生的化學反應的文字表達式是：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）由于白磷燃燒生成了五氧化二磷，消耗了氧氣，氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$待裝置冷卻至室溫，打開止水夾，可觀察到：水倒吸入集氣瓶，約占瓶中空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）由于氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；若實驗非常成功，測a、b、c三個數(shù)據(jù)應滿足的一個等式關系式：b-a=$\frac{1}{5}c$；
（4）A、裝置氣密性不好，會導致實驗最后產生的實際值小于理論值；
B、實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，對實驗的結果無影響；
C、集氣瓶沒有冷卻到室溫，會導致實驗最后產生的實際值小于理論值；
D、用紅磷代替白磷，對實驗的結果無影響；
（5）通過該實驗，你得到的結論是 氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．
故答為：（1）磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；
（2）水倒吸入集氣瓶，約占瓶中空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）b-a=$\frac{1}{5}c$；
（4）AC；
（5）氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．

點評 實驗現(xiàn)象是物質之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．