Question

【题目】某实验小组利用如图所示装置测量空气中氧气体积分数并取得成功。

（查阅资料）白磷的着火点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）实验中使用了足量的白磷，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”）。写出白磷燃烧的文字表达式：_____。

（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注射器中的水自动向下喷射出来，②当注射器中的水还剩约_____mL时停止向下流。

（4）如果实验后发现测定的氧气含量低于21%的体积数，实验中可能存在的原因是_____。

（5）如果实验后发现测定的氧气含量高于21%的体积数，实验中可能存在的原因是_____。

Answer 1

【答案】耗尽氧气 不支持 磷+氧气五氧化二磷 先变大，后缩小 4 可能是实验结束未等冷却就打开止水夹 可能是装置漏气

【解析】

（1）实验中使用了足量的白磷，目的是耗尽氧气。足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余的气体不支持燃烧。白磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式：磷+氧气五氧化二磷。

（2）白磷燃烧时放出大量的热，使瓶内压强增大，气球变大，由于白磷燃烧消耗了氧气，又冷却到室温，瓶内压强减小，气球变小。所以，可观察到气球的变化是：先变大，后缩小。

（3）白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压减小，注射器中的水自动喷出来；锥形瓶中氧气约占230 mL ×=46mL，当注射器中的水进入锥形瓶46mL后，瓶中气压与外界相当。所以，当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流。

（4）测定的氧气体积含量低于21%，可能是实验结束未等冷却就打开止水夹，压强差减小，使进入的水偏少。

（5）测定的氧气体积含量高于21%，可能是装置漏气，开始反应发热，锥形瓶内压强变大，有部分气体逸出，使得压强差变大，进入的水偏多。