Question

为测定空气中氧气与氮气的体积比，某同学设计了如图所示的装置进行实验．具体操作是：先关闭弹簧夹；再将螺旋状的铜丝在酒精灯上灼烧后，迅速插入大试管接触试管底部的白磷（过量）；然后立即塞紧橡胶塞．他观察到大试管中产生大量的白烟．请你帮他解答下列问题：
（1）写出白磷燃烧的化学方程式______．
（2）待试管冷却后打开弹簧夹，此时可观察到的现象为______，产生该现象的原因是______．
（3）如果装置气密性不好，测出氧气与氮气的体积比将______（填偏大、偏小、不变）．

Answer 1

解：（1）白磷在空气中燃烧，与空气中氧气反应生成五氧化二磷，反应的化学方程式为4P+5O₂2P₂O₅；
（2）白磷燃烧消耗氧气，待试管冷却后，由于占空气体积的氧气被完全反应，管内气体体积减小，使试管内压强减小的缘故，打开弹簧夹，水倒流入试管内，填补原来氧气所占体积，因此进入的水的体积约占试管容积的；
（3）如果装置气密性不好，在进行冷却过程中，外界空气进入试管，而导致进入水的体积偏小，则测出氧气与氮气的体积比偏小；
故答案为：
（1）4P+5O₂2P₂O₅
（2）水倒流入试管内，约占试管容积的；白磷燃烧消耗氧气，使试管内压强减小的缘故
（3）偏小
分析：（1）默写白磷燃烧的化学方程式；
（2）根据白磷燃烧生成白色固体五氧化二磷而使试管内气体体积减小，结合空气中氧气含量分析实验中出现的现象，并利用对压强的认识解释出现该现象的原因；
（3）分析装置气密性不好在冷却过程中可能出现的意外，判断该意外情况对实验测出氧气与氮气的体积比的影响．
点评：利用可燃物耗尽空气中氧气，测量所剩余气体的体积而得到空气中氧气的体积分数，实验中要求可燃物燃烧不能产生新的气体．