Question

【題目】某化學興趣小組同學設計了多組實驗裝置測定空氣中氧氣的含量．

（1）甲同學設計圖1裝置進行實驗．實驗過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，其原因是 ．實驗過程中經常會出現水小于的結果，請你分析可能原因之一是 ．

（2）乙同學設計計出了如圖2所示的實驗裝置．

實驗過程：

①檢查裝置的氣密性，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（40℃即可燃燒），按圖示裝置連接儀器，然后在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，玻璃棒的作用為 ；（注：集氣瓶內的長導管已接近瓶底）

③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，現象為 ，該反應的文字表達式為： ；（注：白磷與紅磷燃燒的產物、現象均相同）

④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．從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 ；

⑤根據a、b、c三個數據，計算出空氣中氧氣的體積分數．已知C=60ml a=10ml，則b= ml，得出結論，氧氣的體積分數約為 ．

實驗反思：

①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④步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是 ．

②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（紅磷的著火點在240℃左右）

Answer 1

【答案】（1）氧氣被消耗，產生壓強差；裝置漏氣．

（2）引燃白磷．劇烈燃燒，產生大量白煙；

磷+氧氣五氧化二磷．先下降后上升．

⑤20；．

實驗反思：

①形成液封．②B．

【解析】（1）實驗過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，其原因是氧氣被消耗，產生壓強差；如果裝置漏氣、紅磷不足，沒有冷卻至室溫就打開止水夾時，導致進入集氣瓶中的水不到集氣瓶容積的五分之一．故填：氧氣被消耗，產生壓強差；裝置漏氣．

（2）玻璃棒的作用為引燃白磷．故填：引燃白磷．

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，現象為劇烈燃燒，產生大量白煙，該反應的文字表達式為：磷+氧氣五氧化二磷．

從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，這是因為白磷燃燒放熱，壓強增大，導致液面下降，冷卻至室溫后，氧氣消耗，壓強減小，導致液面上升．

⑤因為氧氣約占空氣總體積的五分之一，因此集氣瓶中的氧氣體積為：（60mL﹣10mL）×=10mL，b=10mL+10mL=20mL；得出結論，氧氣的體積分數約為．

實驗反思：

①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④步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是形成液封．

②A．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，燃燒過程中，由于氣體壓強增大，導致部分氣體通過導管逸出，從而導致實驗最后產生的實際值大于理論值；

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，如果紅磷燃燒，則不影響實驗結果，如果紅磷不能燃燒，則會導致水不能進入集氣瓶，從而導致實驗失敗．故填：B．