Question

某实验小组利用如图所示装置测量空气中氧气体积分数并取得成功。（每小格1分，共10分）

[查阅资料]白磷的着火点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，按图所示连接好仪器，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）实验中使用了足量的白磷，目的是 ，足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体 燃烧（填“支持”或“不支持”）。写出白磷燃烧的文字表达式： 。

（2）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是 。

（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注射器中的水自动向下喷射出来，②当注射器中的水还剩约 mL时停止向下流。

（4）如果实验后发现测定的氧气含量低于21％的体积数，实验中可能存在的原因是

1． 2． 3． 。

（5）如果实验后发现测定的氧气含量高于21％的体积数，实验中可能存在的原因是

1． 2．

 

Answer 1

（1）是把氧气完全消耗掉；不支持；4P+5O22P2O5；

（2）先变大后变小 （3）4ml（4）装置的气密性不好、白磷不足，没有待锥形瓶冷却就打开了弹簧夹

（5）加入的物质与空气中的其他气体成分发生了反应、锥形瓶中没有加少量的水

【解析】

试题分析：（1）测定空气成分实验的原理是白磷燃烧消耗氧气导致集气瓶内的压强减小，进入的水的体积即为氧气的体积，该实验可得出氧气约占空气总体积的五分之一。实验中使用了足量的白磷，目的是把氧气完全消耗掉；白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体既不能燃烧也不能支持燃烧；

（2）白磷燃烧时会放热，导致瓶内压强变大，气球变大，待白磷熄灭锥形瓶冷却后压强变小，气球变瘪；

（3）氧气约占空气总体积的五分之一。锥形瓶的容积为230mL，那么氧气的体积为230mL×1／5 =46ml，即进入的水的体积为46ml，注射器中剩余水的体积为50ml-46ml=4ml；

（4）实验后发现测定的氧气含量低于21％的体积数，实验中可能存在的原因是装置的气密性不好、白磷不足，没有待锥形瓶冷却就打开了弹簧夹；

（5）若实验后发现测定的氧气含量高于21％的体积数，那么一定是锥形瓶的压强变的过小，可能的原因是加入的物质与空气中的其他气体成分发生了反应或。

考点：测定空气成分实验