Question

研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示装置．其中U型管左侧容器壁上标有刻度，电阻丝通电后能发热，右侧玻璃管敞口．请根据图示实验回答下列问题：
（1）闭合电源开关，可观察到白磷

燃烧放出大量白烟

；白磷所发生反应的化学方程式为

4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅

；
（2）在上述实验中，下列物质不能代替白磷的是

①②③

（填编号）
①木炭    ②铁粉     ③镁带     ④铜丝
（3）实验结束后，理论上可以观察到U型管内左侧液面

上升至1处

；若实际观察到左侧液面在不到“1”的位置处，则实验结果比理论值

偏小

（填“偏大”或“偏小”），可能的原因是

装置漏气，白磷不足

（2点）．
（4）此实验可推知反应后剩余气体的两点性质是

不与白磷反应，

、

不溶于水

．
（5）通过这个实验得出的结论

空气中氧气的体积分数为

1

5

．

Answer 1

分析：（1）根据白磷燃烧的现象和质量守恒定律解答；
（2）根据燃烧产物无气体和能否在空气中是否燃烧判断；
（3）根据空气中氧气约占空气体积的

1

5

及该实验的注意事项解答；
（4）根据实验结果进行分析；
（5）根据实验数据进行分析；

解答：解：（1）闭合电源开关，可观察到白磷燃烧，产生大量的白烟；
该反应中磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．
该反应的化学方程式为：4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅．故答案为：燃烧放出大量白烟；   4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅
（2）因为木炭燃烧产生气体，铁粉在空气中不能燃烧，镁不但与氧气反应，也与二氧化碳反应，所以不能代替白磷，铜加热与氧气反应生成黑色恶氧化铜固体，故答案为：①②③
（3）由于空气中氧气约占空气体积的

1

5

，装置冷却到室温时，可观察到U型管内左侧液面上升至1；若实际观察到左侧液面在不到“1”的位置处，则实验结果比理论值偏小，可能的原因是：装置漏气，白磷不足，故答案为：上升至1处；偏小；装置漏气，白磷不足 
（4）此实验可推知反应后剩余气体的两点性质是：不与白磷反应，不溶于水．故答案为：不与白磷反应，不溶于水
（5）通过这个实验得出的结论是氧气约占空气气体体积的

1

5

，故答案为：空气中氧气的体积分数为

1

5

点评：本题主要考查用白磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大，需学生结合课本知识仔细推敲．