Question

【題目】某校化學研究性學習小組在學習了“空氣中氧氣含量測定”的基礎(chǔ)上，改進了教材中的實驗，設計出了如圖所示的實驗裝置．實驗步驟如下：

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，把長導管的另一端放入盛有足量水的燒杯中。（注：集氣瓶內(nèi)的長導管已伸到了瓶底）

③用力把預先加熱過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，整個集氣瓶的體積是c。

⑥根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)．

根據(jù)以上信息，回答下列問題。

（1）用文字表達式表示該實驗中發(fā)生的化學反應________________；

（2）待裝置冷卻至室溫，打開止水夾，可觀察到：

（3）若實驗非常成功，請寫出a、b、c三個數(shù)據(jù)應滿足的一個等式關(guān)系式：___________________

（4）在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)，會導致實驗最后產(chǎn)生的實際值小于理論值的是 ：

A、裝置氣密性不好

B、實驗前集氣瓶里沒有裝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）通過該實驗，你得到的結(jié)論是__ 。

Answer 1

【答案】（1）磷+氧氣→五氧化二磷（條件：點燃）

（2）水倒吸入集氣瓶，約占瓶中空氣體積的1/5

（3）b-a=1/5c（4）AC；（5）氧氣約占空氣體積的1/5

【解析】

試題分析：（1）磷燃燒生成五氧化二磷即磷+氧氣五氧化二磷

（2）白磷燃燒時會放出大量的熱，集氣瓶內(nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶內(nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶內(nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內(nèi)，約占瓶中空氣體積的1/5

（3）（b-a）/（c-a）=1/5或[（b-a）/（c-a）]×100%=20%（或21%）或5b-c = 4a

（4）“裝置氣密性不好”與“集氣瓶沒有冷卻到室溫”都會導致進入集氣瓶內(nèi)水的體積減少，從而導致實驗最后產(chǎn)生的實際值小于理論值；用紅磷代替白磷后生成物仍然是只有五氧化二磷生成，所以不影響實驗結(jié)果；如果實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，會使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出，從而導致瓶內(nèi)氣壓減小幅度過大，使進入水的體積變大，所以實驗最后產(chǎn)生的實際值大于理論值．