Question

【题目】用下图所示装置测定空气中氧气的含量，其中集气瓶的容积为200mL，装有50mL水，250mL量筒内装有200mL水。

实验步骤如下（装置气密性良好，部分操作已略去）：

I. 用强光手电照射，引燃足量白磷；

II. 白磷熄灭并冷却至室温，读取量筒中的水的体积；

III. 计算空气中氧气的体积分数。

（1）白磷燃烧的文字表达式为____________________________________。

（2）白磷的作用是____________________________________。

（3）集气瓶内水的主要作用是____________________________________。

（4）实验中观察到集气瓶内的液面先下降后上升，原因是____________________。

（5）此实验得出“氧气体积约占空气体积1/5”的结论，得出此结论对应的实验现象是__________________________。

（6）步骤II中，未冷却至室温就读取，会使读取的量筒中水的体积数值________ （填“偏高”、“偏低”、“相等”）。

（7）步骤Ⅱ中，读取量筒中的水的体积时，仰视，会使氧气含量的测量值_________（填“偏高”、“偏低”、“相等”）。

（8）步骤Ⅱ结束后，集气瓶中气体为__________（填“纯净物”、“混合物”）。

（9）此实验原理利用了氮气的物理性质是_______________________________。

Answer 1

【答案】磷+氧气五氧化二磷 燃烧，使集气瓶中氧气被完全消耗，同时生成固体 液封，防止集气瓶中气体逸出 白磷燃烧，放热，集气瓶内气体温度升高，压强增大，大于外界大气压，集气瓶中水进入导管，集气瓶中液面下降；白磷燃烧，消耗氧气，冷却到室温后，集气瓶内气体压强减小，量筒内的水倒吸入集气瓶中，集气瓶中液面上升（答温度升高和耗氧同时进行，压强在不同阶段的增大和减小的主次关系不同，给分） 量筒内液面下降到约170 mL刻度处，静止 偏高 偏高 混合物 难溶于水

【解析】

（1）白磷在空气燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷；（2）该实验中白磷的作用是燃烧，使集气瓶中氧气被完全消耗，同时生成固体；

（3）该实验中集气瓶内水的主要作用是形成液封，防止集气瓶中气体逸出；

（4）实验中观察到集气瓶内的液面先下降后上升，原因是白磷燃烧，放热，集气瓶内气体温度升高，压强增大，大于外界大气压，集气瓶中水进入导管，集气瓶中液面下降；白磷燃烧，消耗氧气，冷却到室温后，集气瓶内气体压强减小，量筒内的水倒吸入集气瓶中，集气瓶中液面上升；

（5）若氧气体积约占空气体积1/5，集气瓶内的氧气体积=，量筒内的水倒吸入集气瓶中水的体积为30mL，量筒中液面下降到170mL。此实验得出“氧气体积约占空气体积1/5”的结论，得出此结论对应的实验现象是量筒内液面下降到约170 mL刻度处，静止；

（6）步骤II中，未冷却至室温就读取，瓶内有气压偏大，进入集气瓶中水的体积偏小，会使读取的量筒中水的体积数值偏高；

（7）步骤Ⅱ中，读取量筒中的水的体积时，仰视，读数偏小，会使氧气含量的测量值偏高；

（8）步骤Ⅱ结束后，只是消耗了氧气，集气瓶中气体还有氮气、二氧化碳、稀有气体等，属于混合物；

（9）燃烧结束后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气，氮气难溶于水，液面不再上升，此实验原理利用了氮气的物理性质是难溶于水。