Question

【題目】某科學興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數(shù)顯設備，氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按如圖所示連接，裝置氣密性良好，調節(jié)右邊敞口容器和集氣瓶里的水面相平，此時集氣瓶內氣體的體積為V1.關閉活塞，點燃燃燒匙內的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升，待集氣瓶內的水面不再上升時集氣瓶內的體體積為V2.然后向右邊容器內加人一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內的氣體體積為V3，在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數(shù)顯設備顯示集氣瓶內的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩(wěn)定。請回答：

（1）數(shù)顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量_______（選填“大于”、“等于”或“小于”）氧氣量減少導放的氣壓變化量。

（2）基于數(shù)顯設備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到_______所經歷的時間。

（3）在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積是________（填V1-V3或V1-V2或V2-V3）。

（4）該反應原理符號表達式是_____________。

（5）請評價該裝置有何優(yōu)缺點？________________（各說一點）。

（6）此實驗能否將紅磷替換為木炭或硫磺__________，其原因是_________。

Answer 1

【答案】大于 集氣瓶內的溫度恢復到室溫后(或數(shù)顯設備的示數(shù)已不變,或集氣瓶內的氣壓保持穩(wěn)定) V1-V3 優(yōu)點是可以通過壓強的變化觀察氧氣含量，缺點是需要手動點燃紅磷，可能會帶入空氣 不能 反應生成二氧化碳或二氧化硫，補充了消耗的氧氣，不會產生壓強差

【解析】

紅磷在氧氣中點燃生成五氧化二磷，木炭在氧氣中點燃生成二氧化碳，硫在氧氣中點燃生成二氧化硫。

（1）實驗開始時，紅磷燃燒放熱，溫度升高導致的氣壓變化量大于氧氣量減少導致的氣壓變化量，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升。

（2）在實驗結束后，不要急于打開活塞，防止發(fā)生危害事故，原則上必須等到集氣瓶內的溫度恢復到室溫后(或數(shù)顯設備的示數(shù)已不變,或集氣瓶內的氣壓保持穩(wěn)定)才能打開活塞，故“一段時間”指的是火焰熄滅后到集氣瓶內的溫度恢復到室溫后(或數(shù)顯設備的示數(shù)已不變,或集氣瓶內的氣壓保持穩(wěn)定)所經歷的時間。

（3）在整個實驗過程中，參加反應的氧氣即為集氣瓶內減少的氧氣，則減少的氧氣體積為V1-V3。

（4）反應是紅磷在氧氣中點燃生成五氧化二磷，該反應原理符號表達式是。

（5）該裝置優(yōu)點是可以通過壓強的變化觀察氧氣含量，缺點是需要手動點燃紅磷，可能會帶入空氣。

（6）木炭在氧氣中點燃生成二氧化碳，硫在氧氣中點燃生成二氧化硫，故此實驗不能將紅磷替換為木炭或硫磺，其原因是反應生成二氧化碳和二氧化硫，補充了消耗的氧氣，不會產生壓強差。