Question

3．某課外活動小組在學習了書本“空氣中氧氣含量的測定”實驗，知道P₂O₅不能隨便排放在空氣中，所以對該實驗進行了改進：
在由兩個注射器組成的密閉系統內共有50mL空氣，如圖．然后給裝有紅磷的玻璃管加熱．同時交替推動兩個注射器的活塞，至玻璃管內的紅磷變成白煙，且較長時間內無進一步變化時停止．停止加熱后，待冷卻至室溫將氣體全部推至一個注射器內．
請根據你對上述實驗的理解，回答下列問題：
（1）實驗結束后，注射器內的氣體體積理論上應該減少約10mL．
（2）在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是使空氣中的氧氣與紅磷充分反應．
（3）上述實驗只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，你認為造成該實驗不夠精確的可能原因是空氣中的氧氣沒有完全被紅磷全部消耗掉（合理即可）（寫出其中一種）．
（4）紅磷燃燒的實驗現象產生大量的白煙，放出大量的熱，生成一種白色固體．
（5）實驗改進的目的防止生成的五氧化二磷污染空氣．

Answer 1

分析 （1）由空氣的組成可知，氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，故實驗結束后密閉容器內氣體的體積約減少$\frac{1}{5}$，可以據此解答．
（2）根據交替緩慢推動兩個注射器，能使兩個注射器內的氧氣與紅磷充分接觸，進行分析解答．
（3）根據實驗操作過程中推動的緩慢程度不易控制，燃燒無法在氧氣較低濃度下反應，進行分析解答．
（4）根據紅磷燃燒的現象，進行分析解答．
（5）根據P₂O₅不能隨便排放在空氣中，進行分析解答．

解答 解：（1）空氣中氧氣的體積分數約為$\frac{1}{5}$，兩個注射器組成的密閉系統內共有50mL空氣，則氧氣的體積為50mL×$\frac{1}{5}$=10mL，故實驗結束后，注射器內的氣體體積理論上應該減少約10mL．
（2）交替緩慢推動兩個注射器，能使封閉空間的氧氣與紅磷充分接觸，使空氣中的氧氣與紅磷充分反應．
（3）交替緩慢推動兩個注射器，能使封閉空間的氧氣充分反應，但是推動的緩慢程度不易控制，得出實驗結論不精確，可能是因為空氣中的氧氣沒有完全被紅磷消耗掉；也可能是燃燒無法在氧氣較低濃度下反應，從而導致氧氣無法完全消耗（合理即可）．
（4）紅磷燃燒，產生大量的白煙，放出大量的熱，生成一種白色固體．
（5）由題意，P₂O₅不能隨便排放在空氣中，該實驗在密閉裝置內進行，能防止污染空氣，
故答案為：（1）10；（2）使空氣中的氧氣與紅磷充分反應；（3）空氣中的氧氣沒有完全被紅磷全部消耗掉（合理即可）；（4）產生大量的白煙，放出大量的熱，生成一種白色固體；（5）防止生成的五氧化二磷污染空氣．

點評 本題難度難度，掌握空氣中氧氣含量的測定原理、注意事項、現象和結論、裝置的評價和改進等是正確解答此類題的關鍵．