题目内容

4．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．
[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200mL，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）将锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件可燃物的温度要达到着火点，除此之外，燃烧还需要的条件是可燃物、氧气或空气；
（2）白磷燃烧的现象是冒出大量的白烟、放热，写出白磷燃烧的化学方程式：4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5，基本反应类型是化合反应．
（3）足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体不支持燃烧（填“支持”或“不支持”）；
（4）在整个实验过程中，可观察到气球的变化是先鼓后瘪．
（5）待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹，还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，②当注射器中的水还剩约10mL时停止下流．导致这些现象发生的原因是：白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压降低；锥形瓶中氧气约占40mL，当注射器中的水进入锥形瓶约40mL后，瓶中气压与外界相当．
[得出结论]氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
[拓展应用]（6）有同学们提出：若反应前称量整套装置的质量为m克，反应后待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温，擦干锥形瓶外壁的水后，再次称量整套装置的质量为等于m克（填“大于”、“等于”、“小于”），判断的依据是质量守恒定律．

分析 （1）根据燃烧的条件分析解答；
（2）根据白磷的性质及燃烧的现象分析回答；
（3）根据足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体不支持燃烧解答；
（4）根据瓶内压强的变化分析气球的变化；
（5）根据瓶内压强的变化及空气中氧气的体积分数分析．
（6）根据质量守恒定律解答．

解答 解：（1）将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，说明燃烧不能缺少的一个条件是温度达到着火点．除此之外，燃烧还需要的条件是可燃物、氧气或空气；
（2）白磷燃烧冒出大量的白烟、放热，生成五氧化二磷，燃烧的化学方程式为：4P+5O2  $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5；基本反应类型是化合反应；
（3）足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧，说明瓶内剩余气体不支持燃烧．
（4）白磷燃烧时放出大量的热，使瓶内压强增大，由于白磷燃烧消耗了氧气，又冷却到室温，瓶内压强减小．所以，可观察到气球的变化是先变大，后缩小．
（5）①由于白磷燃烧消耗了氧气，瓶内压强减小．所以，注射器中的水自动喷出来．
②锥形瓶中氧气约占40mL，当注射器中的水进入锥形瓶约40mL后，瓶中气压与外界相当；
（6）若反应前称量整套装置的质量为m克，反应后待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温，擦干锥形瓶外壁的水后，再次称量整套装置的质量为等于m克，判断的依据是质量守恒定律．
故答案为：
（1）可燃物的温度要达到着火点；可燃物，氧气或空气；
（2）冒出大量的白烟、放热；4P+5O2  $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5   化合反应；
（3）不支持；
（4）先鼓后瘪（其它合理描述也可）；
（5）白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压降低；锥形瓶中氧气约占40mL，当注射器中的水进入锥形瓶约40mL后，瓶中气压与外界相当；
（6）等于，质量守恒定律

点评 本题主要考查实验测定空气中氧气含量的原理及实验的现象，解此类问题时关键是分析清楚实验原理．

练习册系列答案
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15．下列叙述中，前者属于物质的化学性质，后者属于物质的物理性质的是（　　）
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B．二氧化硫具有刺激气味；氯气有毒
C．氧气能支持燃烧；水在降温时会结冰
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12．请将下列物质按照一定的要求从大到小（由高到低、由多到少）排列（填序号）．
（1）相对分子质量：①二氧化碳  ②氢气  ③氮气①③②
（2）相同条件下的密度：①氧气  ②氢气  ③空气①③②
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19．科学变化中有许多“变”与“不变”，下列说法中，正确的是（　　）
A．从2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O等反应，得出：化学反应前后分子的数量肯定会发生变化
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9．如表是KNO3、NaCl在不同温度下的溶解度（单位：g/100g水）
温度（℃）0102030405060708090100
KNO313.320.93245.86485.5110138169202246
NaCl35.735.83636.336.63737.337.838.43939.8
（1）20℃时，NaCl的溶解度是36g．
（2）根据表内数据可知，KNO3和NaCl溶解度相等的温度取值范围是20℃～30℃．
（3）如图是对20℃一定质量的甲的溶液进行恒温蒸发结晶的实验过程，请回答：

①蒸发前原溶液是不饱和（填“饱和”和“不饱和”）溶液．
②w的数值是5g．
③依据上述实验，你认为甲的溶解度随温度变化的趋势是C（填编号）．
A．随温度升高而增大B．随温度升高而减小C．无法判断．
16．用化学符号表示下列微粒：
①2个氢原子2H；
②造成温室效应的单质O3；
③C60中碳化合价$\stackrel{0}{{C}_{60}}$；
④两个亚铁离子2Fe2+；
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13．如图所示装置可用于测定空气中氧气的含量．请回答：
（1）为确保实验成功，实验前一定要检验装置的气密性；红磷的量一定要足量．该反应的文字表达式为红磷+氧气$\stackrel{点燃}{→}$五氧化二磷；
（2）整个实验过程中，观察到的现象是红磷燃烧，放出大量的热，产生大量白烟，冷却至室温，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入气体的体积约占集气瓶总体积的五分之一．
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14．某元素在人体内能调节体液平衡等，缺乏该元素会造成心律不齐，过量时会使人恶心腹泻，该元素的原子结构示意图为，则x=19，该原子有4个电子层，该原子易失（填“失”或“得”）电子，请写出碳酸钾的化学式K2CO3．

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