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可燃物的溫度要達到著火點，足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體不支持燃燒（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\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是先鼓后癟．
（3）待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫后，打開彈簧夾，還可觀察到的現象是：①注射器中的水自動噴射出來，②當注射器中的水還剩約4mL時停止下流．導致這些現象發生的原因是：白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；錐形瓶中氧氣約占46mL，當注射器中的水進入錐形瓶約46mL后，瓶中氣壓與外界相當．
[得出結論]氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 （1）根據燃燒的條件、白磷的性質及燃燒的現象分析回答；
（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．

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溫度達到著火點．足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體不支持燃燒．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\;}}{\;}$2P₂O₅．白磷燃燒發出黃光，放出熱量，冒出白煙；
（2）白磷燃燒時放出大量的熱，使瓶內壓強增大，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶內壓強減小．所以，可觀察到氣球的變化是先變大，后縮小．
（3）由于白磷燃燒消耗了氧氣，瓶內壓強減小．所以，注射器中的水自動噴出來．又由于空氣中氧氣的體積分數約占空氣的$\frac{1}{5}$，所以，當注射器中的水還剩下約4mL時停止下流．
故答案為：
（1）可燃物的溫度要達到著火點；不支持；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）先鼓后癟（其它合理描述也可）；
（3）白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；
錐形瓶中氧氣約占46mL，當注射器中的水進入錐形瓶約46mL后，瓶中氣壓與外界相當．

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．