Question

9．某實驗小組利用如圖所示裝置測量空氣中氧氣體積分數并取得成功．
[查閱資料]白磷的著火點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230mL，注射器中水的體積為50mL，該裝置氣密性良好．
[實驗探究]裝入藥品，按圖所示連接好儀器，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，說明燃燒不能缺少的一個條件是溫度達到可燃物的著火點，足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體燃燒不支持（填“支持”或“不支持”）．寫出白磷燃燒的化學方程式：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是先變大后縮小．
（3）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4mL時停止下流．導致這些現象發生的原因是：白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓減小；錐形瓶中氧氣約占46mL，當注射器中的水進入錐形瓶46mL后，瓶中氣壓與外界相當；
思考：
用數字傳感器分別測紅磷和鐵粉與密封空氣中氧氣反應消耗O₂情況（不漏氣），實驗結束后前者剩余氧氣體積分數為8.55%，后者為1.02%
（1）上述測得的結果說明氧氣不能完全反應
（2）你認為這2個藥品消耗氧氣量不同，可能的原因是相同條件下和空氣中氧氣反應時，鐵比紅磷反應更徹底．

Answer 1

分析 （1）根據燃燒的條件、白磷燃燒的反應分析回答；
（2）根據瓶內壓強的變化分析氣球的變化；
（3）根據瓶內壓強的變化及空氣中氧氣的體積分數分析；
思考：
根據題中信息進行分析解答．

解答 解：（1）將錐形瓶底部放入熱水中，白磷很快被引燃，說明燃燒不能缺少的一個條件是可燃物的溫度達到著火點．白磷燃燒生成了五氧化二磷，反應的化學方程式：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）白磷燃燒時放出大量的熱，使瓶內壓強增大，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶內壓強減�。�所以，可觀察到氣球的變化是：先變大，后縮小．
（3）白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓減小，注射器中的水自動噴出來；錐形瓶中氧氣約占46mL，當注射器中的水進入錐形瓶46mL后，瓶中氣壓與外界相當．所以，當注射器中的水還剩下約4mL時停止下流．通過該實驗可以得出：氧氣體積約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．
思考：
用數字傳感器分別測紅磷和鐵粉與密封空氣中氧氣反應消耗O₂情況（不漏氣），實驗結束后前者剩余氧氣體積分數為8.55%，后者為1.02%
（1）上述測得的結果說明氧氣不能完全反應；
（2）這2個藥品消耗氧氣量不同，可能的原因是相同條件下和空氣中氧氣反應時，鐵比紅磷反應更徹底．
故答案為：
（1）溫度達到可燃物的著火點，不支持，4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）先變大后縮�。�
（3）白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓減小，錐形瓶中氧氣約占46mL，當注射器中的水進入錐形瓶46mL后，瓶中氣壓與外界相當；
思考：
（1）氧氣不能完全反應；
（2）相同條件下和空氣中氧氣反應時，鐵比紅磷反應更徹底．

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．