Question

某化學興趣小組同學設計了多組實驗裝置測定空氣中氧氣的含量．
（1）甲同學設計計出了如圖所示的實驗裝置．
實驗過程：
①檢查裝置的氣密性，氣密性良好；
②在集氣瓶里裝進適量a 體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（40℃即可燃燒），按圖示裝置連接儀器，然后在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，玻璃棒的作用為

 

；（注：集氣瓶內的長導管已接近瓶底）
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，現象為

 

，該反應的化學方程式為：

 

；
④待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個集氣瓶的體積是c．從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是

 

；
⑤已知C=500mL   a=100mL，若實驗非常成功，則b=

 

mL．
（2）實驗反思：
①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④步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是

 

．
②在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現象的出現，會導致實驗最后產生的實際值大于理論值的是

 

A．裝置氣密性不好             B．實驗前集氣瓶里沒有裝a 體積的水
C．集氣瓶沒有冷卻到室溫        D．用紅磷代替白磷（紅磷的著火點在240℃左右）
（注：白磷與紅磷燃燒的產物、現象均相同）

Answer 1

考點：空氣組成的測定,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：空氣與水

分析：本題是測定氧氣在空氣中的體積分數的實驗探究，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實驗中用的是紅磷和白磷；要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②白磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數．本題中甲同學設計如圖甲裝置進行實驗，實驗過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是其原因是沒有關閉止水夾；進入集氣瓶中水的體積小于五分之一，有可能有以下幾點：裝置漏氣、紅磷的量不足、沒有冷卻就讀數；白磷在空氣中燃燒的現象：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙，磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷．實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水的作用是：形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是先下降，后上升，因為開始時，燃燒放熱使氣體體積膨脹，冷卻后收縮，因此先下降，后上升；根據a、b、c三個數據，計算出空氣中氧氣的體積分數，已知C=500ml，a=100ml，a上面的空氣五等分，則b=180mL；因此氧氣的體積分數=

80mL

400mL

×100%=20%；在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現象的出現，會導致實驗最后產生的實際值大于理論值的是：實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，使一部分氣體在導管逸出．

解答：解：（1）白磷在空氣中燃燒的現象：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷．從白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是先下降，后上升，因為開始時，燃燒放熱使氣體體積膨脹，冷卻后收縮，因此先下降，后上升；根據a、b、c三個數據，計算出空氣中氧氣的體積分數，已知C=500ml，a=100ml，a上面的空氣五等分，則b=180mL；因此氧氣的體積分數=

80mL

400mL

×100%=20%；實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水的作用是：形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現象的出現，會導致實驗最后產生的實際值大于理論值的是：實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水，使一部分氣體在導管逸出；
故答案為：實驗過程：②引燃白磷；③發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；④先下降，后上升；⑤180；
（2）實驗反思：①形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；②；實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水的作用是：形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；B；故答案為：①防止氣體受熱膨脹逸出或液封；②B．

點評：本考點是用白磷測定氧氣在空氣中的體積分數，屬于實驗方法和過程的探究．這類探究實驗要具體問題具體分析，根據設計的步驟中不同的現象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．本考點主要出現在填空題和實驗題中．