Question

【题目】下面是测量空气中氧气体积含量的实验：

（1）实验小组按A装置进行实验后，发现进入集气瓶中水的体积超过总容积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是_____（填序号）。

A．实验前未将橡胶管夹紧； B．实验前导管中未加满水； C．红磷过量；D．氧气未消耗完； E．点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢，使空气膨胀逸出。

（2）因气体受热迅速膨胀，可能出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况，实验小组将A进行了如B的改进，其所加气球的作用是________。

（3）实验小组又进行反思，B实验可以避免不安全因素，但是测得结果仍然不够准确。未形成真正的隔离体。该实验小组通过查阅资料，选定白磷（与红磷一样是一种磷的单质，燃烧产物也相同）在如图C所示装置中测量空气中氧气体积分数并取得成功。

[查阅资料]白磷着火燃烧的温度为40℃。

[提出问题]氧气体积约占空气总体积的多少？

[实验准备]锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好。

[实验探究]装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。

[现象分析]

（1）将锥形瓶底部放入热水中，目的是______，足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体____燃烧（填“支持”或“不支持”），瓶内剩余气体是_____ 的氮气（填“纯净”或“不纯净”）。写出白磷在空气中燃烧的文字表达式：_____。

（2）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是_________。

（3）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，导致这个现象发生的原因是：____________；②当注射器中的水还剩约4mL时停止下流，导致这个现象发生的原因是：__________。

Answer 1

【答案】AE 缓冲瓶内气压的变化，避免出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况 点燃白磷 不支持 不纯净 磷+氧气五氧化二磷 小气球先膨胀后缩小 白磷燃烧消耗瓶内氧气，瓶内气体减少，压强小于瓶外大气压所致 瓶内原空气中氧气的体积为46ml.

【解析】

（1）A、实验前未将橡胶管夹紧，会使瓶内的部分氧气和其它气体在红磷燃烧时排出，等装置冷却后，使瓶内的气压变得更小，从而使进入瓶内水的体积超过瓶内气体体积的 1/5 ；B、实验前导管中未加满水，等装置冷却后，只能使流入瓶内的水减少，而不能使流入瓶内水的体积超过瓶内气体体积的 1/5 ；C、红磷过量，只能使瓶内的氧气耗尽，不会使流入瓶内水的体积超过瓶内气体体积的 1/5；D、氧气未消耗完，只能使流入瓶内水的体积小于瓶内气体体积的 1/5 ；E．点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢，使空气膨胀逸出，等装置冷却后，使瓶内的气压变得更小，从而使进入瓶内水的体积超过瓶内气体体积的 1/5，通过以上分析可以知道AE都能使流入瓶内水的体积超过瓶内气体体积的 1/5，故选AE。

（2）红磷燃烧放出热量，瓶内气体受热迅速膨胀，瓶内压强急剧增大，可能出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况。添加气球后能够缓冲瓶内气压的变化，避免出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况，故填缓冲瓶内气压的变化，避免出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况。

（3）将锥形瓶底部放入热水中，可以使白磷的温度升高达到红磷的着火点进而燃烧起来，故填点燃白磷；

反应后足量的白磷没有完全燃烧还有剩余，说明剩余的气体不能支持白磷燃烧，故填不支持；

剩余的气体除氮气外，还有稀有气体、二氧化碳及其他气体，并不是纯净的氮气，故填不纯净；

白磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，故文字表达式写为磷+氧气 五氧化二磷。

（4）实验开始时，白磷燃烧放出热量，瓶内气体受热体积膨胀，压强增大，气球随之膨胀；试验结束后，瓶内氧气减少，温度降低，瓶内剩余气体体积减小，压强减小，气球随之变小，故填小气球先膨胀后缩小。

（5）白磷与瓶内氧气反应生成固体五氧化二磷，氧气消耗尽，冷却到室温，瓶内压强减小低于瓶外大气压，在大气压的作用下注射器中的水自动喷射出来，故填白磷燃烧消耗瓶内氧气，瓶内气体减少，压强小于瓶外大气压所致；

②氧气约占空气体积的1/5，锥形瓶内空气体积为230mL，所以其中氧气为46mL。白磷燃烧停止后，瓶内氧气耗尽，压强低于瓶外大气压，在大气压的作用下注射器中的水自动喷射出来。当进入瓶内水的体积为46mL，即水占据了原来氧气的体积，瓶内气体的压强与瓶外压强相同，注射器停止喷水，故填瓶内原空气中氧气的体积为46mL。