Question

【題目】某實驗小組利用如圖所示裝置測量空氣中氧氣體積分數并取得成功。

（查閱資料）白磷的著火點40℃。

（提出問題）氧氣體積約占空氣總體積的多少？

（實驗準備）錐形瓶內空氣體積為230mL，注射器中水的體積為50mL，該裝置氣密性良好。

（實驗探究）裝入藥品，按圖所示連接好儀器，夾緊彈簧夾。先將錐形瓶底部放入熱水中，白磷很快被引燃，然后將錐形瓶從熱水中取出。

（現象分析）

（1）實驗中使用了足量的白磷，目的是_____，足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體_____燃燒（填“支持”或“不支持”）。寫出白磷燃燒的文字表達式：_____。

（2）在整個實驗過程中，可觀察到氣球的變化是_____。

（3）待白磷熄滅、錐形瓶冷卻到室溫后，打開彈簧夾，還可觀察到的現象是：①注射器中的水自動向下噴射出來，②當注射器中的水還剩約_____mL時停止向下流。

（4）如果實驗后發現測定的氧氣含量低于21%的體積數，實驗中可能存在的原因是_____。

（5）如果實驗后發現測定的氧氣含量高于21%的體積數，實驗中可能存在的原因是_____。

Answer 1

【答案】耗盡氧氣 不支持 磷+氧氣五氧化二磷 先變大，后縮小 4 可能是實驗結束未等冷卻就打開止水夾 可能是裝置漏氣

【解析】

（1）實驗中使用了足量的白磷，目的是耗盡氧氣。足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余的氣體不支持燃燒。白磷燃燒生成五氧化二磷，反應的文字表達式：磷+氧氣五氧化二磷。

（2）白磷燃燒時放出大量的熱，使瓶內壓強增大，氣球變大，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶內壓強減小，氣球變小。所以，可觀察到氣球的變化是：先變大，后縮小。

（3）白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓減小，注射器中的水自動噴出來；錐形瓶中氧氣約占230 mL ×=46mL，當注射器中的水進入錐形瓶46mL后，瓶中氣壓與外界相當。所以，當注射器中的水還剩下約4mL時停止下流。

（4）測定的氧氣體積含量低于21%，可能是實驗結束未等冷卻就打開止水夾，壓強差減小，使進入的水偏少。

（5）測定的氧氣體積含量高于21%，可能是裝置漏氣，開始反應發熱，錐形瓶內壓強變大，有部分氣體逸出，使得壓強差變大，進入的水偏多。