题目内容
【题目】某实验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。
(查阅资料)白磷的着火点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230 mL,注射器中水的体积为50 mL,该装置气密性良好。
(实验探究)装入药品,按如图所示连接好仪器,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,白磷被引燃,足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧,说明瓶内剩余气体_____(填“支持”或“不支持”)燃烧。写出白磷燃烧的化学方程式:______。
(2)在整个实验过程中,可观察到气球的变化是______。
(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,②当注射器中的水还剩约4 mL时停止下流。导致这些现象发生的原因是________
(得出结论)氧气约占空气总体积的1/5。
【答案】不支持 先变大,后缩小 ①白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气,使瓶中气压降低;②锥形瓶中氧气约占46mL,当注射器中的水进入锥形瓶约46mL后,瓶中气压与外界相当
【解析】
现象
(1)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;白磷在空气(氧气)中燃烧生成五氧化二磷,反应的化学方程式为:。
(2)白磷燃烧时放出大量的热,气体膨胀使瓶内压强增大,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。
(3)由于白磷燃烧消耗了氧气,瓶内压强减小,所以,注射器中的水自动喷出来,又由于空气中氧气的体积分数约占空气的1/5,锥形瓶内空气体积为230 mL,230 mL的1/5为46mL,则进入锥形瓶的水的体积为46mL,所以,当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流;故填:①白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气,使瓶中气压降低;②锥形瓶中氧气约占46mL,当注射器中的水进入锥形瓶约46mL后,瓶中气压与外界相当。