Question

6．探究小組的同學為探究空氣中氧氣的體積分數，設計了如圖7所示裝置，白磷在空氣中很容易燃燒，生成五氧化二磷固體．據圖1回答下列問題：
（1）閉合電源開關，電阻絲后會發熱，可以觀察到白磷紅磷燃燒，產生大量的白煙；
（2）裝置冷卻到室溫，可觀察到U型管內左側液面U型管內左側液面上升，約上升至1處；
（3）通過這個實驗得出的結論是氧氣約占空氣體積的氧氣約占空氣氣體體積的$\frac{1}{5}$；
（4）實驗完畢后，集氣瓶內殘余的氣體主要是氮氣；
（5）小明同學由該實驗得到啟發，設計了如圖2的實驗，但是他看到的現象是水面并沒有上升約$\frac{1}{5}$，原因是石蠟燃燒有二氧化碳生成，瓶內氣壓基本不變．

Answer 1

分析 通過對實驗的創新進行綜合考查學生的應變能力，可以把該實驗裝置圖還原到課本中出現的裝置圖中去．例如：把把電阻絲和白磷還原為點燃的紅磷，其二者作用都是相同的．只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，才能正確解答本題．

解答 解：（1）閉合電源開關，可觀察到紅磷燃燒，產生大量的白煙；
（2）裝置冷卻到室溫時，可觀察到U型管內左側液面上升，約上升至1處；
（3）通過這個實驗得出的結論是氧氣約占空氣氣體體積的$\frac{1}{5}$．
（4）由于液面只是上升了$\frac{1}{5}$，而不是全部，由此可以得出剩余的氣體不支持燃燒，又由于U型管內有水，說明剩余的氣體難溶于水．
（5）蠟燭燃燒消耗氧氣，但生成物中有二氧化碳氣體，故水面沒有上升到理論位置，由此可總結出測定空氣中氧氣含量的反應物所滿足的條件是：反應物是固體且只和氧氣反應，且反應后不能生成氣體．
答案：
（1）紅磷燃燒，產生大量的白煙；
（2）U型管內左側液面上升，約上升至1處；
（3）氧氣約占空氣氣體體積的$\frac{1}{5}$；
（4）氮氣；
（5）石蠟燃燒有二氧化碳生成，瓶內氣壓基本不變．

點評 此類題目往往是通過對實驗的創新進行綜合考查，這就要求我們在解題的時候把它們還原到我們熟悉的學過的實驗中去．