Question

【题目】为了测定空气中氧气体积分数，某兴趣小组进行如下探究（仪器气密性均良好）：

（1）如图1进行实验，玻璃管中放入过量白磷（白磷燃烧温度为40℃，实验中热水80℃），该实验中发生的化学方程式为_____，白磷需过量的目的是_____，在整个实验过程中观察的现象是_____。

（2）如图2进行实验，其中锥形瓶容积（扣除内容物）为220mL，注射器中有40mL的水，关闭弹簧夹，将锥形瓶放入80℃热水中，完全反应后打开弹簧夹，注射器中的水迅速流入锥形瓶，最终剩余7mL水，经计算氧气的体积分数为_____，造成该结果的原因可能为_____，同时可知剩余气体的性质是_____。

（3）如图3进行实验，按正确的实验操作后，发现水未倒吸，分析原因是因为使用了木炭而造成的，解释产生这种现象的原因_____。

同学们思考后改进了方案，他们仍用木炭进行实验，最终也获得了成功，他们的改进方案是_____。

Answer 1

【答案】4P+5O22P2O5 为了将玻璃管内的氧气完全耗尽 活塞先向右移动，后向左移动，最终停留至刻度4处 15% 装置漏气（或装置没有冷却至室温就读数） 难溶于水（不燃烧、不支持燃烧） 木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强不变 在集气瓶内事先加入氢氧化钠溶液

【解析】

（1）磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷；为了将玻璃管内的氧气完全耗尽，所以白磷需要过量；白磷燃烧时放出热量，玻璃管内的气体受热膨胀，活塞向右移动，实验结束后，由于白磷燃烧耗尽了玻璃管内的氧气，温度冷却至室温后，在外界大气压的作用下，活塞又向左移动，最终停留在刻度4处；故填：4P+5O22P2O5；为了将玻璃管内的氧气完全耗尽；活塞先向右移动，后向左移动，最终停留至刻度4处

（2）进入锥形瓶的水的体积即为消耗的氧气体积，为40mL﹣7mL＝33mL，则氧气的体积分数为，造成测定结果偏小的原因可能是装置漏气、装置没有冷却至室温就读数；由实验现象可知，剩余气体难溶于水，不燃烧、也不支持燃烧；故填：15%；装置漏气（或装置没有冷却至室温就读数）；难溶于水（不燃烧、不支持燃烧）

（3）木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强不变，所以水不会倒吸；二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，所以可以在集气瓶内事先加入氢氧化钠溶液，同样能测定出空气中氧气的含量；故填：木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内的压强不变；在集气瓶内事先加入氢氧化钠溶液