Question

测定空气中氧气的含量，也可用如下方案：选用实际容积为4OmL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，要先检查气密性，其方法是：打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，    ，则说明装置的气密性好；
（2）实验中，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．可观察到活塞前沿将在    刻度处；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．除观察到白磷燃烧，产生白烟外，还可观察到    ，最后活塞前沿将在    刻度处；
（3）若按上述方案进行实验，可能会遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败．例如：
    ．

Answer 1

【答案】分析：本题为空气中氧气含量测定的创新实验．在解答时，要注意试管的容积为40mL这一重要信息，结合空气中氧气占1/5这一重要知识点．
解答：解：（1）将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL处，说明装置的气密性比较好；
（2）①若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这只是消耗了40mL的试管中空气中的氧气，等到试管冷却后再松开弹簧夹，会发现注射器的活塞向左移动8mL，将观察到活塞前沿将在12mL处；
②若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷燃烧放出大量的热，使试管中的压强大于外界压强，活塞向右移动，反应消耗了氧气，冷却后活塞从右向左移动；从图中可以看出，白磷共消耗了60mL空气中的氧气，等到试管冷却后再松开弹簧夹，会发现注射器的活塞向左移动12mL，最后活塞将停在8mL处；
（3）因为白磷燃烧放出大量的热，会使密闭体系内气体压强增大，所以该实验中可能出现的问题有：橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等．
故答案为：（1）松开手后，注射器活塞前沿仍回到20mL刻度处；
（2）12mL；注射器活塞先向右移动，后向左移动；8 mL；
（3）试管口的橡胶塞被冲出或注射器活塞被冲出或试管爆裂．
点评：本考点是测定氧气在空气中的体积分数，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验中要注意以下几点：①装置的严密性②所用药品的量③生成物的状态④读数时要冷却到原温度等．