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】溫度達到40 ℃時，白磷便可燃燒。

【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230 mL，注射器中水的體積為50 mL，該裝置氣密性良好。

【實驗探究】裝入藥品，按圖示連好儀器，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)足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體________(填“支持”或“不支持”)燃燒。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注射器中的水自動噴出來；②當注射器中的水還剩下4 mL時停止下流。導致這些現象發生的原因是___________________________。

【得出結論】氧氣體積約占空氣總體積的________。

Answer 1

【答案】 不支持 白磷 ＋ 氧氣五氧化二磷 先鼓后癟(其他合理描述也可) 白磷燃燒消耗了錐形瓶中的氧氣，使瓶中氣壓降低；錐形瓶中氧氣約占46 mL，當注射器中的水進入錐形瓶約46 mL后，瓶中氣壓與外界相當(其他合理描述也可) 1/5

【解析】（1）足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，說明瓶內剩余氣體不支持燃燒；白磷燃燒生成五氧化二磷，文字表達式為：白磷 ＋ 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，由于白磷燃燒消耗了氧氣，又冷卻到室溫，瓶內壓強減小，所以，可觀察到氣球的變化是先鼓后癟；

（3）由于白磷燃燒消耗了氧氣，瓶內壓強減小，小于外界大氣壓，所以，注射器中的水自動噴出來，又由于空氣中氧氣的體積分數約占空氣的1/5，錐形瓶中空氣的體積為230mL，那么消耗掉的氧氣的體積為46mL，注射器中水的體積為50mL，減去46mL，因此當注射器中的水還剩下約4mL時停止下流；

【得出結論】空氣中氧氣的體積分數約占空氣的1/5。