题目内容

某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上,改进了教材中的实验,设计出如图所示的实验装置.实验步骤如下:
①连接仪器;
②在集气瓶里装进适量a体积的水,燃烧匙里放一小块白磷(注:白磷比红磷易燃,着火点只有40℃,化学性质及燃烧的产物均与红磷相同),在橡皮塞上插一根能上下移动的玻璃棒;再在橡皮塞上插一根接近瓶底的导管,并把导管的另一端放入盛有水的烧杯中.
③把预热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧,产生大量的
 
,同时放出大量的热.
④待白磷燃烧熄灭后,进行振荡.
⑤待集气瓶完全冷却至室温,量出集气瓶中水的体积是b,整个集气瓶的体积是c.
⑥计算出空气中氧气的体积分数.
根据以上信息,回答下列问题.
(1)请完成步骤①、③有关内容.
(2)请写出白磷燃烧时的文字表达式
 
,在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,集气瓶内水面的变化情况是
 

A.先上升,后下降  B.先下降,后上升  C.上升  D.下降
(3)若实验取得成功,a、b、c三个数据应满足:
(b-a)
(c-a)
≈
 
.
(4)请设计实验证明上述瓶内无氧气剩余,简要写出实验步骤和现象.
             实验步骤             实验现象
(5)小明对“实验前集气瓶里要装进适量a体积的水”非常不理解.在老师的指导下,他终于明白“a体积水”的作用:
 
;
 
.(答两点)
考点:空气组成的测定,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题:空气与水
分析:白磷燃烧时产生大量白烟,放出大量的热,生成白色固体--五氧化二磷;
氧气约占空气总体积的20%;
如果白磷过量,则集气瓶中的氧气能被完全消耗;
水能够是装置快速冷却;
五氧化二磷能和水反应.
解答:解:(1)③把预热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧,产生大量的白烟,同时放出大量的热.
故填:白烟.
(2)白磷燃烧时的文字表达式为:磷+氧气→点燃五氧化二磷;
在白磷开始燃烧时,反应放出大量的热,集气瓶中的空气膨胀,压强增大,集气瓶中的水一部分被排出,液面下降;
最后熄灭冷却至室温时,集气瓶中的压强减小,在外界大气压的作用下,水进入集气瓶,液面上升,因此集气瓶内水面的变化情况是先下降,后上升.
故填:磷+氧气→点燃五氧化二磷;B.
(3)因为
(b-a)
(c-a)
表示空气中氧气的体积和空气的体积之比,所以
(b-a)
(c-a)
≈
1
5
.
故填:15.
(4)如果将实验完后燃烧匙内的固体放在酒精灯的火焰上加热时,能够产生白烟,说明白磷过量,进一步能够说明上述瓶内无氧气剩余.
实验步骤和现象为:
             实验步骤             实验现象
将实验完后燃烧匙内的固体放在酒精灯的火焰上产生大量白烟
(5)“a体积水”的作用:加快集气瓶的冷却,缩短实验时间;吸收反应生成的五氧化二磷,防止污染环境.
故填:加快集气瓶的冷却;吸收反应生成的五氧化二磷.
点评:合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础.
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