Question

11．实验室里，在一个具有刻度和可以滑动的活塞的玻璃管中放入白磷（过量，白磷燃烧所需的最低温度为40℃），将玻璃管固定好，放在盛有80℃热水的烧杯上，实验装置如图所示，试回答下列问题．
（1）实验过程中，可以观察到的现象有：
①玻璃管内白磷燃烧，放热，产生大量的白烟；
②活塞先向右移动，再向左移动；
③活塞最后约停在刻度4处．
（2）白磷在反应过程中要过量的原因为耗尽玻璃管中的氧气．
（3）反应后，玻璃管中的气压变小（填“变大”、“变小”或“不变”）．玻璃管中剩余的气体主要是氮气．请猜测这种气体可能有哪些性质．
①物理性质通常情况下，它是无色气体，难溶于水；
②化学性质不能燃烧，不支持燃烧；
（4）由此实验得出的结论是氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．
（5）某同学实验时测得实验结果偏小，请你说出其中的原因：
①白磷量不足；
②装置漏气．

Answer 1

分析 在测定空气中氧气的含量时，白磷燃烧，消耗玻璃管内的氧气，使玻璃管内的气体总量变小，装置冷却以后，玻璃管内气压变小，在大气压作用下，活塞向左移动，由于氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$，故活塞停留在约刻度4处．装置内剩余的气体主要为氮气，而氮气不能燃烧，也不能支持燃烧．据此分析回答有关的问题．如果装置漏气，白磷不足，都会影响实验结果．

解答 解：（1）实验过程中，可以观察到的现象有：
①玻璃管内白磷燃烧，产生大量的白烟；
②由于白磷燃烧放出了大量的热，活塞向右移动，又由于白磷燃烧消耗了氧气，冷却后压强减小，活塞再向左移动；
③由于空气中氧气约占空气的$\frac{1}{5}$，活塞最后约停在刻度4处．
故填：①白磷燃烧，放热，产生大量的白烟；②先向右移动，再向左移动； ③4；
（2）白磷在反应过程中要过量的原因为：耗尽玻璃管中的氧气．
故填：耗尽玻璃管中的氧气；
（3）反应后，白磷消耗了空气中的氧气．玻璃管中的气压变小．玻璃管中剩余的气体主要是氮气．由水倒流入集气瓶中的体积只有$\frac{1}{5}$，说明了氮气难溶于水；由红磷燃烧一会熄灭了，说明氮气不燃烧不支持燃烧，其化学性质不活泼．
故填：变小；氮气；①通常情况下，它是无色气体，难溶于水；②不能燃烧，不支持燃烧；
（4）减少的体积即为空气中氧气的体积，故填：氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；
（5）如果装置漏气，白磷不足，都能够导致测定的结果偏低．
故填：白磷量不足，装置漏气．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验，进行实验，观察实验，分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．