Question

3．课外活动小组的同学，用如图所示的装置粗略测定空气中氧气的体积分数．该装置的气密性良好，活塞可左右滑动，实验前活塞停在刻度10cm处．已知白磷在空气中燃烧的最低温度为40℃．
（1）实验开始后可观察到玻璃管内发生的现象是：白磷燃烧，活塞先向右移动（填“左或右”），后向左移动；
（2）恢复到常温后，活塞应停在约8cm处（填整数）；
（3）该实验涉及的化学方程式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（4）通过该实验得出的结论是氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 根据白磷燃烧的现象以及白磷开始燃烧时放热使活塞向右移，冷却后由于消耗了玻璃管中的氧气导致压强变小火塞左移，由于空气中氧气约占空气体积的五分之一，所以应停在4cm处，得出结论，从装置的操作及气密性分析装置的优点．

解答 解：（1）本实验中白磷燃烧开始时的现象是产生大量白烟；白磷燃烧时，放出大量的热，使玻璃管内气体的温度升高，气体膨胀，因此会推动活塞向右移动．实验结束时，由于反应消耗了氧气，在加上恢复常温后气体冷缩会原来的体积，致使玻璃管内的气压小于外界的大气压，活塞会在压力差的作用下向左移动；
（2）空气中氧气约占总体积的 $\frac{1}{5}$，活塞内缩的体积就是玻璃管内空气中氧气的体积，所以活塞会慢慢移动到8cm处停止；
（3）白磷燃烧时最明显的现象是产生大量白烟；化学方程式为4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（4）通过该实验得出的结论是 氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
故答案为：
（1）右；左； 
（2）8；
（3）4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
（4）氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．

点评 本题主要考查用白磷燃烧的方法测定空气中氧气含量实验的原理、操作、现象、结论、注意事项等问题，难度稍大，能够考查学生的知识迁移运用能力．