Question

某校化學學習小組在學習了“空氣中氧氣含量測
定”實驗的基礎上，改進了教材中的實驗，設計出了如圖
所示的實驗裝置．實驗步驟如下：
①如圖所示，連接儀器，檢查裝置的氣密性．
②在集氣瓶里裝進適量a毫升的水，集氣瓶剩余體積為V毫升，燃燒匙里放足量白磷，并在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，按圖示裝置把集氣瓶中的空氣密封起來，把長導管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．（注：集氣瓶內的長導管已伸到了瓶底．）
③把預先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，產生大量白煙，同時放出大量的熱．
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積．
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）白磷燃燒的化學方程式

 

．
在白磷開始燃燒到最后熄滅冷卻的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是

 

．
若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為

 

毫升．
（2）組內成員小張對“實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水”非常不理解．咨詢了組長小明之后，他終于明白“a體積的水”的作用，其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二主要是

 

．
（3）組內成員小杭無意間發(fā)現(xiàn)向⑤步驟集氣瓶內的水中滴加幾滴紫色石蕊試液，會變紅．這一現(xiàn)象使組內成員積極地展開了討論，成員小葛認為是由于二氧化碳溶于水，使溶液顯酸性而導致的，但小明馬上作出反對，原因是空氣中二氧化碳的含量極少，而實驗過程中又沒有產生二氧化碳，短時間內不可能會使溶液顯酸性．你認為誰的觀點正確？

 

．你對“變紅”現(xiàn)象提出大膽地猜想是

 

．

Answer 1

分析：（1）白磷與氧氣反應生成五氧化二磷；利用白磷和氧氣反應放熱、氧氣的量約占空氣體積的五分之一解決問題；
（2）圍繞“降溫以及吸收燃燒產物”這一因素進行分析；
（3）從使石蕊試液變紅色的溶液顯酸性的知識進行猜想．

解答：解：（1）①白磷立即著火燃燒，產生大量白煙，生成五氧化二磷，化學方程式為4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；
②白磷燃燒放出大量的熱，使集氣瓶中壓強增加，大于大氣壓強，液面下降，空氣中的氧氣被消耗，熄滅冷卻后，集氣瓶中的壓強小于大氣壓強，液面上升，所以集氣瓶中水面先下降后上升；
③由于氧氣約占空氣體積的五分之一，進入的水也是這一比例，則最終集氣瓶中水的體積為：a+

1

5

v；
（2）由于溫度的改變會影響水的進入，所以需要使集氣瓶溫度盡快降低至室溫，同時水也對吸收產物有一定作用．
“a體積的水”的作用，其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二主要是吸收白磷燃燒生成的五氧化二磷； （3）小明的觀點正確，白磷燃燒生成的五氧化二磷溶于水顯酸性，滴加幾滴紫色石蕊試液，會變紅．
故答案為：
（1）4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅，先下降后上升，a+

1

5

v；
（2）吸收白磷燃燒生成的五氧化二磷   
（3）小明，可能是白磷燃燒生成的五氧化二磷溶于水（或與水反應），導致溶液顯酸性．

點評：空氣中氧氣含量的測定也是中考考查的一個熱點，重點考查實驗過程中看到的現(xiàn)象以及導致實驗結果偏大或偏小的原因．