Question

【題目】為測定空氣中氧氣的含量，小華同學打算設計如下方案：選用實際容積為40mL的試管作反應容器，將過量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管，通過導管且潤滑性很好的針筒注射器組成如下圖的實驗裝置。假設此實驗能夠按照小華的設想正常進行，且白磷所占體積與導管內的氣體體積忽略不計，請回答下列問題：

（1）該裝置氣密性檢查方法_____；

（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾。可觀察到的現象為_____；

（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應直至燃燒結束，試管冷卻。可觀察到的現象為_____；

（4）注射器中氣體最好是_____，理由_____

（5）若按小華的設想進行實驗，實際可能遇到諸多問題而發生危險，造成實驗失敗。例如：_____。

Answer 1

【答案】打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明整個裝置都不漏氣 針筒活塞向前移動到12 針筒活塞向前移動到8 氮氣 能夠避免注射器內的氧氣與白磷反應，以保證白磷將試管中的氧氣完全耗盡，使得測定結果更精確 膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等

【解析】

（1）打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明整個裝置都不漏氣；故填：打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明整個裝置都不漏氣；
（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這時白磷燃燒消耗掉的只是試管內的氧氣為40mL×1/5=8mL，所以活塞應停在20mL-8mL=12mL的刻度處；故填：針筒活塞向前移動到12；
（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷實際消耗掉的是試管40mL和注射器內20mL的氧氣為（40mL+20mL）×1/5=12mL，所以活塞應停在20mL-12mL=8mL的刻度處；故填：針筒活塞向前移動到8；
（4）圖示裝置中注射器內的氣體最好是氮氣，這樣就能夠避免注射器內的氧氣與白磷反應，以保證白磷將試管中的氧氣完全耗盡，使得測定結果更精確；故填：氮氣；能夠避免注射器內的氧氣與白磷反應，以保證白磷將試管中的氧氣完全耗盡，使得測定結果更精確；
（5）因為白磷在密閉容器內燃燒產生熱量使氣體膨脹，可能會使橡膠塞彈出、試管爆裂、不使用彈簧夾可能會使注射器活塞彈出等，造成實驗失敗。故填：膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等。