Question

【題目】某校化學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。發現裝置的氣密性良好。

（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）待集氣瓶完全冷卻至室溫，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a、b、c三個數據，計算出空氣中氧氣的體積分數。

根據以上信息，回答下列問題。

（1）集氣瓶中白磷燃燒的符號表達式_____。

（2）在白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是_____。

（3）若實驗非常成功，請寫出a、b、c三個數據應滿足的一個等式關系式_____。

（4）組內成員小張對“實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水”非常不理解。咨詢了組長小明之后，他終于明白“a體積的水”的作用，其一是為了加快（5）步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是_____。

（5）在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現象的出現，會導致實驗最后產生的實際值大于理論值的是_____

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）

Answer 1

【答案】P+O2P2O5 先下降后上升 形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內的氣體從長導管向外逸散而影響實驗結果 B

【解析】

（1）白磷燃燒生成五氧化二磷，反應的符號表達式：P+O2P2O5；

（2）白磷燃燒放熱，導致瓶內氣壓增大，液面下降，完全反應后氧氣消耗，溫度降低，瓶內氣壓減小，液面上升，在白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是先下降后上升；

（3）氧氣約占空氣總體積的五分之一，集氣瓶中空氣體積為（c-a），氧氣體積為（b-a），則a、b、c三個數據應滿足的一個等式關系式：；

（4）集氣瓶中的水還可以形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內的氣體從長導管向外逸散而影響實驗結果；

（5）A．裝置氣密性不好，倒吸進入集氣瓶中水的體積偏小，會導致實驗結果偏小；

B．實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，導致部分氣體膨脹逸出，導致實驗結果偏大；

C．集氣瓶沒有冷卻到室溫，會導致實驗結果偏小；

D．用紅磷代替白磷，不影響實驗結果。故選B。