Question

【题目】某实验小组利用如图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230 mL，注射器中水的体积为50 mL，该装置气密性良好。

（实验探究）装入药品，按如图所示连接好仪器，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_____(填“支持”或“不支持”)燃烧。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4 mL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1/5。

Answer 1

【答案】不支持 先变大，后缩小 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

【解析】

现象

（1）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；白磷在空气（氧气）中燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为：。

（2）白磷燃烧时放出大量的热，气体膨胀使瓶内压强增大，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1/5，锥形瓶内空气体积为230 mL，230 mL的1/5为46mL，则进入锥形瓶的水的体积为46mL，所以，当注射器中的水还剩下约4mL时停止下流；故填：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。