Question

15．研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示装置．其中U型管左侧容器壁上标有刻度，电阻丝通电后能发热，右侧玻璃管敞口．请根据图示实验回答下列问题：
（1）闭合电源开关，可观察到白磷燃烧放出大量白烟；白磷所发生反应的文字表达式为磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）实验结束后，理论上可以观察到U型管内左侧液面上升至1处；若实际观察到左侧液面在不到“1”的位置处，则实验结果比理论值偏小（填“偏大”或“偏小”），可能的原因是（答一点即可）．
（3）此实验可推知反应后剩余气体的两点性质是不溶于水、化学性质稳定．
（4）通过这个实验得到的结论是空气中氧气的体积分数占1/5．

Answer 1

分析 （1）根据白磷燃烧的现象和质量守恒定律解答；
（2）根据空气中氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$及该实验的注意事项解答；
（3）根据实验结果进行分析；
（4）根据实验数据进行分析；

解答 解：（1）闭合电源开关，可观察到白磷燃烧，产生大量的白烟；
该反应中磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．该反应的文字表达式为：磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷．
（2）由于空气中氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$，装置冷却到室温时，可观察到U型管内左侧液面上升至1；若实际观察到左侧液面在不到“1”的位置处，则实验结果比理论值偏小，可能的原因是：装置漏气，白磷不足，故答案为：上升至1处；偏小；装置漏气，白磷不足 
（3）此实验可推知反应后剩余气体的两点性质是：不与白磷反应，不溶于水．故答案为：不与白磷反应，不溶于水
（4）通过这个实验得出的结论是氧气约占空气气体体积的$\frac{1}{5}$，故答案为：空气中氧气的体积分数为$\frac{1}{5}$
答案：
（1）燃烧放出大量白烟；磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）上升至1处；偏小；装置漏气/白磷不足；
（3）不溶于水，化学性质稳定；
（4）空气中氧气的体积分数占1/5．

点评 本题主要考查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，难度稍大，需学生结合课本知识仔细推敲．