Question

【题目】下面是几位同学测量空气中氧气体积分数的四个实验，请你参与他们的探究：

[实验一]小强采用图所示的装置进行实验：在由两个注射器组成的密闭系统中留有空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推拉两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化．

（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是________．

[实验二]：小红采用图所示的装置进行实验：实验过程如下：

第一步：将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记．

第二步：用放大镜点燃燃烧匙内的红磷．

第三步：待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的．

请回答下列问题：

（1）集气瓶中剩余的气体主要是________，根据实验推断它的化学性质有________．

（2）实验完毕，若进入集气瓶中水的体积小于总容积的，其原因可能是________．

（3）红磷燃烧的现象是________，其符号表达式为________

[实验三]小华同学打算采用图所示的装置进行实验：锥形瓶内空气体积为，注射器中水的体积为，该装置气密性良好．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．

请回答下列问题：

（1）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是________．

（2）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，②当注射器中的水还剩________时停止下流．

[实验四]小明用图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的．

（1）冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是________．

（2）若镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的________

，现进入集气瓶中水的体积约为其容积的，根据空气的组成可推出减少的气体中还有________．

Answer 1

【答案】使空气中的氧气充分反应氮气氮气难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧装置漏气、红磷的量不足等产生黄色火焰，放出热量，冒出大量的白烟P+O2 P2O5先鼓后瘪镁与氧气反应，集气瓶内压强减少，内外产生压强差氮气

【解析】

实验一：交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是使空气中的氧气充分反应；

实验二：

（1）集气瓶内剩余的气体主要是氮气，该现象体现了氮气难溶于水，既不能燃烧，也不能支持燃烧的性质；

（2）进入集气瓶中水的体积小于五分之一，有可能有以下几点：装置漏气、红磷的量不足、没有冷却就打开止水夹等；

（3）磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，燃烧的现象是：发出黄光，放出热量，冒出大量的白烟，其符号表达式为P+O2 P2O5；

实验三：

（1）不断推拉活塞气球会鼓起随着红磷的燃烧装置中的气体减少气压减小气球会变瘪，故气球的变化是先鼓后瘪；

（2）锥形瓶中的氧气为230mL×=46mL，注射器活塞在50 mL -46mL=4mL刻度处停下；

实验四：

（1）冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是镁与氧气反应，集气瓶内压强减少，内外产生压强差，大气压将水压进集气瓶中；

（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%；现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。