Question

3．某科学兴趣小组的同学在学习了空气中氧气含量的测定的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置．实验步骤如下：
①连接仪器，检查装置气密性，发现装置气密性良好．
②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一小块白磷，在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示把集气瓶中的空气密封起来，把集气瓶内的长导管伸到瓶底，长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中．
③把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧产生大量白烟，同时放热．
④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失．
⑤待集气瓶完全冷却到室温，量出集气瓶中水的体积为b，整个集气瓶的体积为c．
⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数．
根据以上信息，回答下列问题：
（1）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是先下降后升高．
（2）若实验成功，请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系（b-a）=（c-a）×$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 （1）根据白磷燃烧时产生大量白烟，放出大量的热解答；
（2）根据氧气约占空气体积的五分之一，结合图中的体积关系分析解答即可．

解答 解：
（1）在白磷开始燃烧时，反应放出大量的热，集气瓶中的空气膨胀，压强增大，集气瓶中的水一部分被排出，液面下降；
最后熄灭冷却至室温时，集气瓶中的压强减小，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶，液面上升，因此集气瓶内水面的变化情况是先下降，后上升．
（2）由于氧气约占空气体积的五分之一，若实验成功，a、b、c三个数据应满足的一个等式关系是：（b-a）=（c-a）×$\frac{1}{5}$．
答案：
（1）先下降后升高；（2）（b-a）=（c-a）×$\frac{1}{5}$．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．