Question

如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置．主要操作是：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃．
（1）该实验中白磷需稍过量，目的是

使集气瓶内的氧气消耗完全

．
（2）白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是

先下降，后上升

；
若实验成功，最终集气瓶中水的体积约为

70

mL．
（3）该实验可推论出氮气

难

（填“易”或“难”）溶于水和其化学性质

不活泼

（填“活泼”或“不活泼”）的结论．
（4）若将白磷换成炭粉，该实验能否获得成功，若不能，请说明理由．

不成功，因为生成物是气体

．
（5）集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起到哪些作用？

ABC

（填写序号）
A．加快集气瓶冷却            B．液封导气管末端以防气体逸出
C．缓冲集气瓶内气压的骤然升高．

Answer 1

分析：（1）白磷过量能够将集气瓶中的氧气尽可能的消耗掉，使实验结果更准确，可以据此解答该题；
（2）白磷燃烧放出热量，所以开始燃烧到结束实验，集气瓶中的气体受热膨胀而是集气瓶中液体进入烧杯中，然后集气瓶冷却后，氧气被消耗而使集气瓶中压强减小，从而使烧杯中的水进入集气瓶中，可以据此解答该题；
（3）根据进入的水的体积可以知道氮气难溶于水，且其化学性质不活泼，可以据此解答该题；
（4）炭粉和氧气反应生成了二氧化碳，不能产生集气瓶内外的压强差，所以实验不能成功，可以据此解答该题；
（5）集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中可以加快集气瓶冷却、液封导气管末端以防气体逸出并且能够缓冲集气瓶内气压的骤然升高，可以据此解答该题．

解答：解：（1）白磷过量能够将集气瓶中的氧气尽可能的消耗掉，使实验结果更准确；
（2）白磷燃烧放出热量，所以开始燃烧到结束实验，集气瓶中的气体受热膨胀而是集气瓶中液体进入烧杯中，然后集气瓶冷却后，氧气被消耗而使集气瓶中压强减小，从而使烧杯中的水进入集气瓶中，集气瓶的容积为150mL，在加入50mL水后剩余的容积为100mL，而氧气约占空气体积的五分之一，所以反应完全并冷却后进入集气瓶的水的体积为20mL，故最终集气瓶中水的体积为：50mL+20mL=70mL；
（3）根据进入的水的体积可以知道氮气难溶于水，且其化学性质不活泼；
（4）炭粉和氧气反应生成了二氧化碳，不能产生集气瓶内外的压强差，所以实验不能成功；
（5）在集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中可以加快集气瓶冷却、液封导气管末端以防气体逸出并且能够缓冲集气瓶内气压的骤然升高．故选ABC．
故答案为：（1）使集气瓶内的氧气消耗完全；
（2）先下降，后上升；70；
（3）难；不活泼；
（4）不成功；因为生成物是气体；
（5）ABC．

点评：验证空气中氧气含量实验中的可燃物选择方法：只能与空气中氧气反应，生成物是固体．