Question

【题目】下面是测量空气中氧气体积含量的实验：

Ⅰ.实验小组按A装置进行实验，事先在集气瓶中装水的原因_____（任写一点）；其所加气球的作用是_____；在整个实验过程中，可观察到气球的变化_____；实验结束后，发现进入集气瓶中水的体积超过总体积的1/5，你认为导致这一结果的原因可能是_____

A 实验前未将橡胶管夹紧 B 实验前导管中未加满水 C.红磷过量

D .氧气为消耗完 E .点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢，使空气膨胀逸出

Ⅱ.实验A测得结果不够准确，实验小组进行反思。该小组通过查阅资料，选定白磷（与红磷一样是一种磷的单质，燃烧产物也相同）在如图B所示装置中测量空气中氧气体积分数并取得成功。

[查阅资料]白磷着火燃烧的温度为40℃。

[提出问题]氧气体积约占空气总体积的多少？

[实验准备]锥形瓶内空气体积为230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好。

[实验探究]装入药品，按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。

[现象分析]

（1）将锥形瓶底部放入热水中，目的是_____，足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体_____燃烧（填“支持”或“不支持”），瓶内剩余气体_____的氮气（填“纯净”或“不纯净”）。

（2）写出白磷在空气中燃烧的符号表达式：_____。

（3）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：

①注射器中的水自动喷射出来，导致这个现象发生的原因是：_____；

②当注射器中的水还剩约_____mL时停止下流，导致这个现象发生的原因是：_____。

（4）在实验室中白磷应保存在_____，原因是_____

Answer 1

【答案】降低温度或吸收五氧化二磷 缓冲作用 气球先涨大后缩小 AE 提供温度，引燃白磷 不支持 不纯净 P+O2P2O5 白磷燃烧耗尽了瓶中的氧气，瓶内氧压强减小 2.5mL 红磷燃烧耗掉氧气，耗掉多少毫升的氧气，就有多少毫升的水来填充 水或者煤油中 水可以使白磷隔绝氧气

【解析】

Ⅰ.实验小组按A装置进行实验，事先在集气瓶中装水的原因是为了降低温度或吸收五氧化二磷。红磷燃烧时，瓶内气压增加，可能导致瓶塞被冲开，故加装气球可以起缓冲作用。红磷燃烧，放出热量，气体受热膨胀，内压增加，气球涨大，当反应结束温度冷却后，红磷燃烧耗尽瓶中的氧气，故气压降低，故气球缩小。A 实验前未将橡胶管夹紧，瓶内温度升高后，瓶中的气体受热膨胀，部分气体外溢，故测量结果偏大，故正确； B 实验前导管中未加满水，也会使测量结果偏小，故错误； C.该实验要求红磷必须过量，故错误；D .氧气未消耗完会使测量结果偏小，故错误； E .点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢，使空气膨胀逸出，测量结果偏大，故正确。故选AE。

Ⅱ[现象分析]

（1）将锥形瓶底部放入热水中，目的是提供温度，引燃白磷。足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体不支持燃烧。剩余的气体中主要是氮气，还有其他的少量气体，故不是纯净的氮气。

（2）白磷与空气中的氧气点燃反应生成五氧化二磷，反应的符号表达式为：P+O2P2O5

（3）①白磷燃烧耗尽了瓶中的氧气，瓶内氧压强减小，故针筒中的水会自动射出。

②空气体积为230mL，其中氧气的体积为230mL× =47.5mL，故针筒中的水剩余2.5mL。原因是红磷燃烧耗掉氧气，耗掉多少毫升的氧气，就有多少毫升的水来填充。

（4）白磷应该保存在水或者煤油中，因为水可以使白磷隔绝氧气。