Question

【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】温度达到40 ℃时，白磷便可燃烧。

【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，按图示连好仪器，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)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。写出白磷燃烧的文字表达式____________________________。

(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出来；②当注射器中的水还剩下4 mL时停止下流。导致这些现象发生的原因是___________________________。

【得出结论】氧气体积约占空气总体积的________。

Answer 1

【答案】 不支持 白磷 ＋ 氧气五氧化二磷 先鼓后瘪(其他合理描述也可) 白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压降低；锥形瓶中氧气约占46 mL，当注射器中的水进入锥形瓶约46 mL后，瓶中气压与外界相当(其他合理描述也可) 1/5

【解析】（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；白磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式为：白磷 ＋ 氧气五氧化二磷；

（2）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鼓后瘪；

（3）由于白磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小，小于外界大气压，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，锥形瓶中空气的体积为230mL，那么消耗掉的氧气的体积为46mL，注射器中水的体积为50mL，减去46mL，因此当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流；

【得出结论】空气中氧气的体积分数约占空气的1/5。