Question

13．如图所示是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器，其中有空气和足量的白磷，将它放在盛有沸水的烧杯上方，进行试验．请完成如图所示实验报告．
（1）实验目的：测定空气中氧气的体积分数．
（2）实验现象：白磷着火燃烧，活塞先右移，后左移，最后停在刻度约为8的位置上．
（3）现象解释：白磷着火燃烧时，活塞先右移后左移的原因：白磷燃烧时，放出大量的热，使玻璃管内气体的温度升高，气体膨胀，因此会推动活塞向右移动．实验结束时，由于反应消耗了氧气，在加上恢复常温后气体冷缩会原来的体积，致使玻璃管内的气压小于外界的大气压，活塞会在压力差的作用下向左移动．
（4）实验结论：空气的成分按体积计算，氧气约占$\frac{1}{5}$．
（5）以上实验可说明剩余气体的性质有不支持燃烧；不易溶于水．（两条）

Answer 1

分析 依据用白磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项解答本题，白磷着火点比较低，燃烧时过程中消耗氧气并放出热量会使气体体积膨胀，冷却后气体体积减少，减少的气体体积是氧气的体积，据此回答即可；根据空气中主要含有氮气和氧气进行解答．

解答 解：（1）该实验利用空气中的氧气能与磷反应，氮气等其它物质不能与氧气反应，或因为量较少而忽略不计，因此通过测定消耗氧气的体积，从而确定氧气在空气中的体积分数．
（2）该实验的现象是：白磷着火燃烧，活塞先右移，后左移，最后停在刻度约为8的位置上．
（3）白磷燃烧时，放出大量的热，使玻璃管内气体的温度升高，气体膨胀，因此会推动活塞向右移动．实验结束时，由于反应消耗了氧气，在加上恢复常温后气体冷缩会原来的体积，致使玻璃管内的气压小于外界的大气压，活塞会在压力差的作用下向左移动．
（4）由玻璃管上的刻度可以确定：空气的成分按体积计算，氧气约占$\frac{1}{5}$．
（5）空气中主要含有氮气和氧气，所以红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是氮气，该气体不支持燃烧，不易溶于水．
故答案为：
（1）氧气；
（2）8；
（3）白磷燃烧时，放出大量的热，使玻璃管内气体的温度升高，气体膨胀，因此会推动活塞向右移动．实验结束时，由于反应消耗了氧气，在加上恢复常温后气体冷缩会原来的体积，致使玻璃管内的气压小于外界的大气压，活塞会在压力差的作用下向左移动；
（4）$\frac{1}{5}$；
（5）不支持燃烧，不易溶于水．

点评 本题主要考查使用白磷的燃烧测定空气组成的实验原理、操作、现象和结论等，解题的关键是掌握燃烧法测定空气成分并进行实验的原理，明确测定空气中氧气的含量实验中，要选择在空气中只能与氧气反应生成固体的药品．