Question

3．气体压力传感器可用于检测密闭体系内的气压变化，并以数字、曲线等多种形式形象地显示出来．图1为空气中氧气含量测定的实验装置．

连接好实验装置，将压力传感器接入电脑并打开，点燃燃烧匙内的足量红磷并塞入集气瓶．集气瓶内气压一时间关系如图2所示．
（1）图2中CD段气压变化的原因是①集气瓶中的氧气被消耗，②温度逐渐恢复至室温，压强减小；
（2）图2中AB段气压不变的原因是红磷燃烧需要一定的温度，导致DE段气压变化的实验操作是打开止水夹；
（3）图1中集气瓶内空气为224mL，其中氧气的质量为0.064g，要将氧气完全消耗，理论上至少需要红磷多少克？
0.0496g．

Answer 1

分析 （1）根据红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，放出热量，引起瓶内气压变化解答；
（2）根据氧气约占空气总体积的五分之一解答；
（3）根据红磷燃烧生成五氧化二磷反应的化学方程式，由参加反应氧气质量可计算反应需要的磷的质量．

解答 解：
（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，氧气被消耗，图象中CD段气压变化的原因是集气瓶中的氧气被消耗，温度逐渐恢复至室温，压强减小．
（2）图2中AB段气压不变的原因是刚开始红磷燃烧需要一定的温度；气压变化至图象中D点时，温度已经降至室温，应进行的实验操作是打开止水夹．
（3）设需要氧气的质量为x
4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅
124  160 
  x   0.064g
$\frac{124}{x}=\frac{160}{0.064g}$
x=0.0496g
答案：
（1）①集气瓶中的氧气被消耗；②温度逐渐恢复至室温，压强减小；
（2）红磷燃烧需要一定的温度；打开止水夹；
（3）理论上至少需要红磷0.0496g．

点评 打开止水夹时，水进入集气瓶，进入集气瓶中的水约占集气瓶容积的五分之一，说明空气中氧气的体积分数约为五分之一．