Question

20．某实验小组 利用如图装置测量空气中氧气体积分数并取得成功
【查阅资料】白磷着火点只有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，按图连好仪器，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）将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是温度达到着火点，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（填“支持”或“不支持”）燃烧．写出白磷燃烧的化学方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（2）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是先变大，后缩小；
（3）待白磷熄灭锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷出来，②当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流．导致这些现象发生的原因是白磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小；空气中氧气约占空气总体积的五分之一
【得出结论】氧气体积约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 可燃物燃烧的条件是：与氧气接触，温度达到可燃物的着火点，二者必须同时具备，缺一不可；
白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷；
氧气约占空气总体积的五分之一．

解答 解：（1）将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是温度达到着火点；
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；
白磷燃烧生成了五氧化二磷，反应的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
故填：温度达到着火点；不支持；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
（2）白磷燃烧时放出大量的热，使瓶内压强增大，由于白磷燃烧消耗了氧气，又冷却到室温，瓶内压强减小．所以，可观察到气球的变化是先变大，后缩小．
故填：先变大，后缩小．
（3）由于白磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小，所以，注射器中的水自动喷出来；又由于空气中氧气的体积分数约占空气的五分之一，消耗的氧气体积为：230mL×$\frac{1}{5}$=46mL，
所以，当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流．
故填：白磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小；空气中氧气约占空气总体积的五分之一．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．