Question

某实验小组利用如图1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）将锥形瓶底部放入热水中，白磷被引燃，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”）．写出白磷燃烧的化学方程式：

 

．
（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注射器中的水自动喷射出来，②当注射器中的水还剩约4mL时停止下流．导致这些现象发生的原因是：

 

；

 

．
【得出结论】氧气约占空气总体积的

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．
【评价与反思】有同学设想用其他物质代替白磷进行实验（装置不变），则下列因素不会影响实验结果的是

 

．
A．替代物能否和氧气反应  　　   B．替代物的用量
C．替代物颜色　　　　        　D．生成物的状态
（4用如图2装置来测定空气中氧气的含量．你认为此实验最后打开止水夹K后可以看到什么现象？

 

．

Answer 1

考点：测定空气里氧气含量的探究,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【现象分析】
（1）根据燃烧的条件、白磷的性质及燃烧的现象分析回答；
（2）根据瓶内压强的变化分析气球的变化；
（3）根据瓶内压强的变化及空气中氧气的体积分数分析．
【评价与反思】在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数．
（4）考虑水进入集气瓶的体积约为

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．

解答：解：【现象分析】
（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．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．白磷燃烧生成了五氧化二磷，反应的化学方程式4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅．白磷燃烧发出黄光，放出热量，冒出白烟；
（2）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．
（3）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．又由于空气中氧气的体积分数约占空气的

1

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，所以，当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流．
【评价与反思】替代物的颜色不会影响实验结果．如果替代物和氧气反应，就会使流入集气瓶的水的体积小于

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；如果替代物的用量不足，就会使氧气不能完全反应，使流入集气瓶的水的体积小于

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；生成物如果是易溶于水的气体，就会使占氧气的空间，使测量的结果不正确．只有颜色变化不会影响测量结果．故选C．
（4）在如图是测定空气中氧气含量的实验中，打开弹簧夹，可以看到：水进入集气瓶，进入水体积约占瓶中空气体积的

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．该实验证明了氧气占空气总体积的

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；
故答案为：
（1）不支持；4P+5O₂

点燃  .

2P₂O₅；
（2）先鼓后瘪（其它合理描述也可）；
（3）①白磷燃烧消耗了锥形瓶中的氧气，使瓶中气压降低；
②锥形瓶中氧气约占46mL，当注射器中的水进入锥形瓶约46mL后，瓶中气压与外界相当．
【评价与反思】C．
（4）水进入集气瓶，进入水体积约占瓶中空气体积的

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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．