Question

【题目】某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量。

（1）甲同学设计如图装置进行实验。实验过程中观察到的现象是水倒流，实验过程中经常会出现水小于1/5的结果，请你分析可能原因是__________（至少写出2点）

（2）乙同学设计出了如下图所示的实验装置。

实验过程：

①检查装置的气密性，气密性良好；

②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷（40℃即可燃烧），按图示装置连接仪器，然后再酒精灯上把玻璃棒下端加热，玻璃棒的作用为_______________；（注：集气瓶内的长导管已接近瓶底）

③把预先加热的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，现象为__________，该反应的符号表达式为：_____________；（注：白磷与红磷燃烧的产物、现象均相同）

④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。从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____________。

⑤根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数。已知c=60mL，a=10mL，则b=_____mL，得出结论，氧气的体积分数为______________。

实验反思：

①组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a体积的水”非常不理解。咨询了组长小明之后，他终于明白“a体积的水”的作用，其一是为了加快④步骤中集气瓶的冷却速度；其二则主要是______________。

②在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是____________。

A. 装置气密性不好 B. 实验前集气瓶里没有装a体积的水

C. 集气瓶没有冷却到室温 D. 用红磷代替白磷（红磷的着火点在240℃左右）

Answer 1

【答案】装置漏气； 氧气消耗到一定浓度不能继续与红磷发生反应 引燃白磷 产生大量白烟，放热； P+O2P2O5 20； 1/5 形成液封，防止实验过程中集气瓶内的气体从长导管中向外逸散而影响实验结果 B

【解析】

（1）实验过程中观察到的现象是水倒流，实验过程中经常会出现水小于1/5的结果，可能原因是：装置的气密性不好、白磷的量不足、没有冷却到室温就打开弹簧夹读数或氧气消耗到一定浓度不能继续与红磷发生反应等；

（2）实验过程：

②在集气瓶里装进适量a体积的水，白磷达到一定温度时才能燃烧，燃烧匙里放一块白磷（40℃即可燃烧），按图示装置连接仪器，然后再酒精灯上把玻璃棒下端加热，热的玻璃棒给白磷加热，玻璃棒的作用为引燃白磷；③白磷在空气中燃烧的现象：发黄光、放出热量、冒出大量的白烟；④磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，符号表达式为：4P+5O22P2O5；从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先下降，后上升，因为开始时，燃烧放热使气体体积膨胀，冷却后收缩，因此先下降，后上升；⑤根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数，氧气约占空气体积的五分之一，已知C=60ml，a=10ml，a上面的空气五等分，则b=20mL；因此氧气的体积分数= ×100%=20%；

实验反思：

①实验前集气瓶里要装进适量a体积的水的作用是：形成液封，防止实验过程中集气瓶内的气体从长导管中向外逸散而影响实验结果；②A. 装置气密性不好，白磷燃烧结束后冷却时外界气体进入集气瓶，使瓶内气体减少的量比氧气少，测定结果偏小； B. 实验前集气瓶里没有装a体积的水，在磷燃烧时，因放出大量热使气体膨胀，使一部分气体在导管逸出，测定结果偏大；C. 集气瓶没有冷却到室温，导致剩余气体膨胀，进入集气瓶的水偏少，测定结果偏小； D. 用红磷代替白磷（红磷的着火点在240℃左右）。由于红磷和白磷与氧气的反应产物相同，故没有影响。故选B。