Question

【题目】化学兴趣小组在李老师指导下，改进了“测量空气中氧气体积分数”的实验装置（见下图），并进行以下实验探究活动，请你一同参与。

【查阅资料】

①白磷剧毒，着火点低（40℃），易燃烧，且耗氧彻底。

②硫酸铜溶液能与白磷反应，从而化解白磷的毒性。

【实验探究】

（1）在确保装置不漏气时，按图装入药品、连好仪器。

（2）将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃。白磷燃烧的化学方程式是______。

（3）燃烧结束后，等到锥形瓶冷却到室温，按下注射器，使注射器针头穿透橡皮塞，此时注射器里的硫酸铜溶液会______，以弥补氧气的体积。如果实验比较成功，测得氧气的体积分数约是______，最终注射器里的液面约停留在______mL刻度处。

【反思评价】

（1）实验结束、振荡锥形瓶，硫酸铜溶液能与剩余的白磷发生反应，有关的化学方程式为：

11Px + 60CuSO4 + 96H2O = 20Cu3P↓ + 24H3PO4 + 60H2SO4，则x=_____。

（2）此改进装置与课本上“测量空气中氧气体积分数”实验装置相比，有不少的优点，请你写出1条：_____。

Answer 1

【答案】 4P+5O22P2O5 自动喷入锥形瓶内 1/5（或21%） 4（或1.7） 4 无污染、误差小、操作简便等

【解析】【实验探究】（2）白磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式表示为4P+5O22P2O5 ；（3）白磷燃烧消耗氧气导致瓶内的压强减小，按下注射器，使注射器针头穿透橡皮塞，此时注射器里的硫酸铜溶液会自动喷入锥形瓶内；氧气约占空气总体积的1/5，锥形瓶内空气的总体积为230mL，氧气的体积= 1/5=46ml，即进入锥形瓶中的硫酸铜的体积为46ml，那么最终注射器里的液面约停留在4ml处；【反思评价】（1）反应前P：11x，Cu：60，S：60，H：192，O：336，反应后P：44，Cu：60，S：60，H：192，O：336，根据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变，故x=4 ；（2）课本上“测量空气中氧气体积分数”原理是红磷燃烧消耗氧气，导致集气瓶内的压强减小，水倒流入集气瓶中的体积则为氧气的体积，此改进装置的优点是无污染、误差小、操作简便。