Question

3．某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了“空氣中氧氣含量測(cè)定”的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了教材中的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①如圖所示，連接儀器，檢查裝置的氣密性．發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性良好．
②在集氣瓶里裝進(jìn)適量a體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（白磷燃燒所需要的最低溫度是40℃），并在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，按圖示裝置把集氣瓶中的空氣密封起來(lái)，把長(zhǎng)導(dǎo)管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．（注：集氣瓶?jī)?nèi)的長(zhǎng)導(dǎo)管已伸到了瓶底）
③用力把預(yù)先加熱過(guò)的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，產(chǎn)生大量白煙，同時(shí)放出大量的熱．（注：白磷與紅磷燃燒的產(chǎn)物相同）
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤待集氣瓶冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個(gè)集氣瓶的體積是c．
⑥根據(jù)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．
根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題．
（1）用文字表達(dá)式表示該實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）待裝置冷卻至室溫，打開止水夾，可觀察到：水倒吸入集氣瓶，約占瓶中空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）若實(shí)驗(yàn)非常成功，請(qǐng)寫出a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足的一個(gè)等式關(guān)系式：b-a=$\frac{1}{5}c$；
（4）在上述實(shí)驗(yàn)中，下列操作的實(shí)施和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值小于理論值的是AC：
A、裝置氣密性不好
B、實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒有裝a體積的水
C、集氣瓶沒有冷卻到室溫
D、用紅磷代替白磷（紅磷燃燒所需要的最低溫度在240℃左右）
（5）通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，你得到的結(jié)論是氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 根據(jù)白磷燃燒時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體體積的變化情況進(jìn)行解釋：白磷燃燒時(shí)生成了五氧化二磷，消耗了氧氣，使集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小，冷卻至室溫打開止水夾時(shí)燒杯中的水就會(huì)沿著玻璃管再流入集氣瓶?jī)?nèi)；進(jìn)入水的體積即為空氣中中氧氣的體積，據(jù)此分析回答有關(guān)的問(wèn)題．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中白磷燃燒生成了五氧化二磷，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式是：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）由于白磷燃燒生成了五氧化二磷，消耗了氧氣，氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$待裝置冷卻至室溫，打開止水夾，可觀察到：水倒吸入集氣瓶，約占瓶中空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）由于氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$；若實(shí)驗(yàn)非常成功，測(cè)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)滿足的一個(gè)等式關(guān)系式：b-a=$\frac{1}{5}c$；
（4）A、裝置氣密性不好，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值小于理論值；
B、實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒有裝a體積的水，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無(wú)影響；
C、集氣瓶沒有冷卻到室溫，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值小于理論值；
D、用紅磷代替白磷，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無(wú)影響；
（5）通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，你得到的結(jié)論是 氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．
故答為：（1）磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）水倒吸入集氣瓶，約占瓶中空氣體積的$\frac{1}{5}$；
（3）b-a=$\frac{1}{5}c$；
（4）AC；
（5）氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．