Question

为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置.假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：

　　(1)实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明：____；
　　(2)若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹.可观察到的现象为：____；
　　(3)若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却.可观察到的现象为：____；
　　(4)若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败.例如：____.

Answer 1

(1)装置的气密性好 (2)白磷燃烧，产生白烟，活塞前沿约在12mL的刻度线上
　　(3)白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终稳定在约8mL的刻度线上
　　(4)橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等

分析：只有熟悉用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，才能正确解答本题．
解答：解：（1）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×=8mL，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处；
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为（40mL+20mL）×=12mL，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处；
（4）因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀，可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等，造成实验失败．
故答案为：
（1）装置的气密性好
（2）白磷燃烧，产生白烟，活塞前沿约在12mL的刻度线上
（3）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终稳定在约8mL的刻度线上
（4）橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等