Question

14．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】①白磷和红磷都是由磷元素组成的单质②白磷的着火点40℃．
【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230mL，注射器中水的体积为50mL，该装置气密性良好．
【实验探究】装入药品，按下图所示连接好仪器，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）将锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃，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（填“支持”或“不支持”）．写出白磷燃烧的反应符号表达式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是先鼓后瘪．
（3）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射下来，②当注射器中的水还剩约4mL时停止流下．导致这些现象发生的原因是：白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压降低；锥形瓶中氧气约占46mL，当注射器中的水进入锥形瓶约46mL后，瓶中气压与外界相当．
【得出结论】氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 （1）根据燃烧的条件、分析回答剩余气体的特点，根据白磷燃烧生成五氧化二磷书写反应的化学方程式；
（2）根据瓶内压强的变化分析气球的变化；
（3）根据压强的知识分析水回流的现象．

解答 解：（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，白磷燃烧生成的是五氧化二磷，故填：不支持；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）白磷开始燃烧时放出大量的热，压强增大，则气球变大，当白磷不再燃烧，温度降低，由于氧气被消耗，则瓶内气压小于大气压，故气球又会变小，故填：先鼓后瘪；
（3）由于白磷燃烧消耗了氧气，导致瓶内的气压减小，故注射器内的水会流下，锥形瓶内空气体积为230mL，氧气约占230mL×$\frac{1}{5}$=46mL，故注射器中的水约剩50mL-46mL=4mL时停下，故填：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46mL，当注射器中的水进入锥形瓶约46mL后，瓶中气压与外界相当．

点评 本题考查的是空气中氧气含量的测定，完成此题，可以依据已有的知识进行．