Question

16．注射器是一種普通的醫療器械，但它在化學實驗中發揮著越來越大的作用．某化學興趣小組為了測定空氣中氧氣的含量，設計了如圖的裝置進行探究活動．
【查閱資料】白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃，兩種物質的燃燒產物五氧化二磷是白色固體，會刺激人體呼吸道，能與空氣中的水蒸氣反應，生成有毒的偏磷酸．
【步驟與現象】
①測量試管的容積為50mL；
②檢查裝置的氣密性良好；
③裝藥品，將注射器裝滿25mL水，連接好儀器；
④用彈簧夾夾緊膠皮管，加熱粗銅絲，觀察現象；
⑤燃燒結束，試管冷卻到室溫后打開彈簧夾，觀察注射器活塞的移動情況．
【反思與交流】
（1）實驗中利用了銅絲的導熱性；
（2）步驟④中觀察到的現象有白磷燃燒，發出黃光，放出熱量，產生大量白煙；該反應的表達式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（3）實驗結束后，注射器中還剩約15mL水；
（4）該裝置與教材中的測量氧氣體積分數實驗裝置相比，優點是避免在試管外點燃白磷，既減少燃燒時插入造成的誤差，又避免環境污染．

Answer 1

分析 本題是測定氧氣在空氣中的體積分數的實驗探究，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實驗中用的是白磷，白磷的著火點比較低，裝置設計的也比較好，在試管外部加熱銅絲，操作簡單，并且試管內的空氣也不會逸散出來．利用銅絲的導熱性，就可以點燃白磷，并且燃燒后的生成物是固體，不需要占很大的空間．本實驗中用的是50mL的試管與潤滑性很好的針筒注射器，并且活塞最少應調至在10mL處，有助于反應結束后計算體積．要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②白磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數．還要注意白磷在空氣中燃燒的現象：發黃光、放出熱量、冒出大量的白煙，污染環境．根據實驗裝置的特點分析解答優點．

解答 解：（1）根據實驗裝置，在試管外部加熱銅絲，是為了引燃白磷，銅有良好的導熱性．故答案為：導熱；
（2）加熱粗銅絲，觀察現象，會看到白磷燃燒，發黃光、放熱、冒出大量的白煙．故答案為：白磷燃燒，發出黃光，放出熱量，產生大量白煙；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（3）氧氣約占空氣體積的五分之一，故50mL空氣中含有10mL氧氣，氧氣被完全耗盡后，進入10mL水，則注射器內剩余水的體積為15mL；故填：15；
（4）該化學興趣小組設計的裝置與教材中的測量氧氣體積分數實驗裝置相比，有何優點是：能使實驗誤差小，能夠減少空氣污染．故填：避免在試管外點燃白磷，既減少燃燒時插入造成的誤差，又避免環境污染．

點評 本考點是用白磷測定氧氣在空氣中的體積分數，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗要具體問題具體分析，根據設計的步驟中不同的現象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．本考點主要出現在填空題和實驗題中．