Question

【题目】某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验进行了大胆改进，分别设计了以下三种装置，均取得了良好的实验效果。请你对比分析下面的实验，回答下列有关问题：

（1）甲小组利用如图Ⅰ所示实验装置测定空气中氧气的含量。

①图Ⅰ中观察到的红磷燃烧的现象是__，该反应的化学方程式为__。

②下表是图I实验中记录的数据：

集气瓶的容积（mL）	实验开始时量筒内水体积（mL）	实验结束时量筒内水体积（mL）
150	80	57.5

根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为__。

③按图Ⅰ实验，实验前量筒内装水80mL（足量），你认为下列操作过程对实验结果的影响分析正确的是__（填序号）。

A弹簧夹没夹紧会导致实验结果偏小

B燃烧匙内盛放过量的红磷会导致实验结果偏大

C没等装置冷却就打开弹簧夹会导致实验结果偏小

D点燃红磷伸入瓶中时，没有立即塞紧瓶塞会导致实验结果偏大

E实验开始时，俯视量筒读数，实验后视线与凹液面最低处相平，会导致实验结果偏大

（2）乙小组利用如图Ⅱ所示实验装置测定空气中氧气的含量，试管内净容积为50mL，注射器活塞反应前停留在55mL刻度处，导管容积忽略不计（生石灰主要成分氧化钙CaO与水反应生成氢氧化钙，部分固定装置已略去）。

①烧杯中氧化钙与水反应的化学方程式为__，利用该反应引燃白磷，说明该反应__（填“吸热”或“放热”）。

②图Ⅱ实验过程中，注射器的活塞将__（填序号）移动。

A向右 B向左 C先向左再向右 D先向右再向左

若白磷的量充足，反应后冷却至室温，最终活塞会停留在__mL刻度处。

（3）对比图Ⅰ和图Ⅱ，下列分析正确的是__（填序号）。

A图Ⅰ和图Ⅱ都能粗略的测出空气中氧气的质量分数

B图Ⅱ实验中，没有白烟逸出，更环保

C图Ⅱ实验中装置始终密闭，避免红磷放入瓶中时空气逸出，实验结果更准确

D实验中红磷的用量越多，实验测量结果越准确

（4）丙小组利用如图III装置可测定空气中氧气含量 （两玻璃管内径相同），实验前K1、K2、K3均已关闭。

①实验前，关闭K1、K3，打开K2，向右管中加水，若__（填现象）,则装置气密性良好。

②左管燃烧匙装有足量的白磷，右管盛水。I.光照引燃白磷；II.待白磷熄灭，__，打开K2，右管液面下降，原因是__，至液面不再下降，右管液面高度为h1。

③计算空气中氧气体积分数的表达式为__（用h0、h1表示）。

Answer 1

【答案】产生大量白烟，放出大量热 15% CD 放热 D 45mL BC 右管中水不下降 关闭K1、K3，冷却至室温 白磷燃烧消耗氧气，使左侧玻璃管内的压强减小

【解析】

红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷，氧化钙与水反应生成氢氧化钙。

（1）①红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷，图Ⅰ中观察到的红磷燃烧的现象是产生大量白烟，放出大量热，反应的化学方程式为。

②空气中氧气的体积分数为

③A、弹簧夹没夹紧，开始反应时放出热量，是瓶内的空气受热膨胀逸出，最终倒流的水会偏多，会导致实验结果偏大，故A不正确；

B、燃烧匙内盛放过量的红磷对实验结果无影响，故B不正确；

C、没等装置冷却就打开弹簧夹会导致实验结果偏小，故C正确；

D、点燃红磷伸入瓶中时，没有立即塞紧瓶塞会导致实验结果偏大，故D正确；

E、实验开始时，俯视量筒读数，读数偏大，实际比读数小，则实验后视线与凹液面最低处相平，会导致实验结果偏小，故E不正确。故选CD。

（2）①烧杯中氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应的化学方程式为，利用该反应引燃白磷，说明该反应放热。

②图Ⅱ实验过程中，红磷燃烧放出大量热，气体膨胀，注射器的活塞向右移动，试管内冷却，外界压强大于试管内压强，则注射器的活塞向左移动，故选D。

试管内净容积为50mL，氧气的体积约为， 注射器活塞反应前停留在55mL刻度处，若白磷的量充足，反应后冷却至室温，最终活塞会停留在

刻度处。

（3）A、图Ⅰ和图Ⅱ都能粗略的测出空气中氧气的体积分数，故A不正确；

B、图Ⅱ实验中，装置气密性好，没有白烟逸出，更环保，故B正确；

C、图Ⅱ实验中装置始终密闭，避免红磷放入瓶中时空气逸出，实验结果更准确，故C正确；

D、实验中红磷的用量足量，氧气消耗完，实验测量结果准确,故D不正确。故选BC。

（4）①实验前，关闭K1、K3，打开K2，向右管中加水，若右管中水不下降,则装置气密性良好。

②左管燃烧匙装有足量的白磷，右管盛水。I.光照引燃白磷；II.待白磷熄灭，关闭K1、K3，冷却至室温，打开K2，右管液面下降，原因是白磷燃烧消耗氧气，使左侧玻璃管内的压强减小，至液面不再下降，右管液面高度为h1。

③空气中氧气体积分数的表达式为