Question

【题目】某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置．实验步骤如下：

①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性，发现装置的气密性良好。

②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷（白磷燃烧所需要的最低温度是40℃），并在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示装置把集气瓶中的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中．（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）

③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出大量的热．（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）

④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失．

⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是b，整个集气瓶的体积是c．

⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数．根据以上信息，回答下列问题．

（1）集气瓶中白磷燃烧的化学式表达式

（2）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是

（3）若实验非常成功，当c为500mL，a=100mL，则b=

（4）组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a体积的水”非常不理解．咨询了组长小明之后，他终于明白“a体积的水”的作用，其一是为了加快⑤步骤中集气瓶的冷却速度；其二则主要是

（5）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是

A、装置气密性不好

B、实验前集气瓶里没有装a体积的水

C、集气瓶没有冷却到室温

D、用红磷代替白磷（红磷燃烧所需要的最低温度在240℃左右）

Answer 1

【答案】（1）；

（2）先下降后上升(只答上升不给分)；

（3）180ml；

（4）将导管下端液封，防止热气体膨胀逸出；

（5）B.

【解析】

试题分析：（1）白磷燃烧会生成五氧化二磷，反应条件是“点燃”化学式表达式为：；

（2）白磷燃烧时会放出大量的热，集气瓶内空气受热体积膨胀，气压增大，使集气瓶内的水沿玻璃管流入烧杯内；燃烧停止后，温度下降，瓶内气压减小，烧杯中的水就会沿着玻璃管再流入集气瓶内，集气瓶内水面的变化情况是：先下降后上升；

（3）白磷燃烧只消耗空气中的氧气，集气瓶内空气为500-100=400（mL），由于氧气约占空气总体积的1/5，所以消耗掉氧气的体积为80mL，则烧杯中的水会进入集气瓶内约80mL，所以集气瓶内水的总体积为100+80=180mL；

（4）集气瓶内预先装入适量的水，使白磷燃烧时集气瓶内气压不会过度增大，不至于使集气瓶中气体受热膨胀而逸出；

（5）“装置气密性不好”与“集气瓶没有冷却到室温”都会导致进入集气瓶内水的体积减少，从而导致实验最后产生的实际值小于理论值；用红磷代替白磷后生成物仍然是只有五氧化二磷生成，所以不影响实验结果；如果实验前集气瓶里没有装a体积的水，会使集气瓶中气体受热膨胀而逸出，从而导致瓶内气压减小幅度过大，使进入水的体积变大，所以实验最后产生的实际值大于理论值．