Question

【题目】（题文）某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置。实验步骤如下：

①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性，发现装置的气密性良好。

②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷（白磷燃烧所需要的最低温度是40℃），并在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示装置把集气瓶中的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）

③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟。（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失。

⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是b，整个集气瓶的体积是c。

⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数．根据以上信息，回答下列问题。

（1）集气瓶中白磷燃烧的文字表达式_______________。

（2）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是_____________。

（3）若实验非常成功，当c为500mL，a=100mL，则b=___________mL。

（4）组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a体积的水”非常不理解。咨询了组长小明之后，他终于明白“a体积的水”的作用，其一是为了加快⑤步骤中集气瓶的冷却速度；其二则主要是__________。

（5）实验结束，待装置完全冷却到室温后，组内成员发现进入集气瓶中的水小于预期值（理论上进入集气瓶中的水约占集气瓶中空气体积的1/5），则导致进入集气瓶中的水少于集气瓶内空气体积1/5的原因可能是：________、_________。

Answer 1

【答案】红磷+氧气五氧化二磷先下降再升高180吸收五氧化二磷白磷量不足；装置气密性不好

【解析】

（1）根据白磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷解答；
（2）根据白磷燃烧时瓶内气体体积的变化情况进行解释；
（3）根据空气中氧气的含量与白磷燃烧只消耗氧气的性质进行分析；
（4）围绕白磷燃烧时生成的五氧化二磷有毒进行分析；
（5）根据实验的注意事项分析解答。

（1）白磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷；
（2）白磷燃烧时会放出大量的热，集气瓶内空气受热体积膨胀，气压增大，使集气瓶内的水沿玻璃管流入烧杯内；燃烧停止后，温度下降，瓶内气压减小，烧杯中的水就会沿着玻璃管再流入集气瓶内；
（3）白磷燃烧只消耗空气中的氧气，集气瓶内空气为500-100=400mL，由于氧气约占空气总体积的，所以消耗掉氧气的体积为80mL，则烧杯中的水会进入集气瓶内约80mL，所以集气瓶内水的总体积为100mL+80mL=180mL；

（4）集气瓶内预先装入适量的水的作用，其二则主要是：吸收五氧化二磷；

（5）导致进入集气瓶中的水少于集气瓶内空气体积1/5的原因可能是：白磷量不足、装置气密性不好等。