Question

【题目】某兴趣小组利用如图所示装置测量空气中氧气体积分数并取得成功。

（提出问题）氧气的体积约占空气总体积的多少？

（查阅资料）白磷的着火点40℃。

（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片刻，然后将锥形瓶从热水中取出。

（现象分析）

（1）检查该装置气密性的方法_____。

（2）足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体_____（“支持”或“不支持”）燃烧。

（3）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是_____，锥形瓶底部细沙的作用是_____。

（4）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：注射器中的水自动喷射出来，当注射器中的水还剩约_____时停止下流。

（得出结论）氧气约占空气总体积的。

（拓展）如图1，将注射器内的氢氧化钠溶液全部注入集气瓶（体积为125mL）内，轻轻地振荡集气瓶，打开弹簧夹，量筒内的水沿导管流入集气瓶。实验结束后，量筒中剩余水的体积为35mL。

（实验结果）

（5）这瓶气体中二氧化碳的体积分数为_____。

（6）仅利用图2所示装置，在不添加任何试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，简单的操作方法是_____。

Answer 1

【答案】打开弹簧夹，向外拉注射器的活塞，松开后，活塞回到原位置，说明装置的气密性良好（合理即可） 不支持 先变大后缩小 使锥形瓶瓶底受热均匀 4mL 80% 将盛有二氧化碳的集气瓶放入冷水中，打开弹簧夹（合理即可）

【解析】

（1）检查该装置气密性的方法:打开弹簧夹，向外拉注射器的活塞，松开后，活塞回到原位置，说明装置的气密性良好（合理即可）。

（2）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。

（3）白磷燃烧时放出大量的热，使瓶内压强增大，由于白磷燃烧消耗了氧气，又冷却到室温，瓶内压强减小，所以可观察到气球的变化是：先变大，后缩小，白磷燃烧放出热量，锥形瓶底部细沙的作用是生成的固体溅落瓶底，使锥形瓶瓶底受热均匀。

（4）白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压减小，注射器中的水自动喷出来；锥形瓶中氧气约占230mL×=46mL，当注射器中的水进入锥形瓶46mL后，瓶中气压与外界相当，所以当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流。

（5）这瓶气体中二氧化碳的体积分数=。

（6）由于密封装置内气体的压强随温度的降低而减小，为达到实验目的，操作方法是用冰水冷却集气瓶，打开弹簧夹，瓶内为温度降低，压强减小，氢氧化钠溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以测定出集气瓶中二氧化碳的体积分数。仅利用图2所示装置，在不添加任何试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，简单的操作方法是：冰水冷却集气瓶，打开弹簧夹，瓶内为温度降低，压强减小，氢氧化钠溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以测定出集气瓶中二氧化碳的体积分数。