Question

5．測(cè)定空氣中氧氣的含量，可用如下方案：選用實(shí)際容積為40mL的試管作反應(yīng)容器，將過量的白磷放入試管，用橡皮擦塞緊試管，通過導(dǎo)管與實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器組成如右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘�常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請(qǐng)回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)前，要先檢查裝置氣密性，其方法是：打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，松開手后，注射器活塞前沿仍回到20mL刻度處，則說明裝置的氣密性好．
（2）實(shí)驗(yàn)中，若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后在松開彈簧夾，可觀察到活塞前沿將在12mL刻度處；若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，試管冷卻．除觀察到白磷燃燒，產(chǎn)生白煙外，還可以觀察到注射器活塞先向右移動(dòng)，后向左移動(dòng)，最后活塞前沿將在8mL刻度處．
（3）若按上述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能會(huì)遇到諸多問題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失�。�例如：試管口的橡膠塞被沖出或注射器活塞被沖出或試管爆裂．

Answer 1

分析 本題是測(cè)定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)探究，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實(shí)驗(yàn)中用的是過量的白磷，燃燒后的生成物是固體，不需要占很大的空間．本實(shí)驗(yàn)中用的是40mL的試管與實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器，并且活塞在20mL處，有助于反應(yīng)結(jié)束后計(jì)算體積．要使本實(shí)驗(yàn)成功，必須注意以下幾點(diǎn)：①裝置的氣密性好；②白磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數(shù)．還要注意防止試管受熱不均或氣體體積受熱膨脹過大，從而造成試管炸裂．

解答 解：（1）將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL處，說明裝置的氣密性比較好；故填：松開手后，注射器活塞前沿仍回到20mL刻度處；
（2）①若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這只是消耗了40mL的試管中空氣中的氧氣，等到試管冷卻后再松開彈簧夾，會(huì)發(fā)現(xiàn)注射器的活塞向左移動(dòng)8mL，將觀察到活塞前沿將在12mL處；②若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷燃燒放出大量的熱，使試管中的壓強(qiáng)大于外界壓強(qiáng)，活塞向右移動(dòng)，反應(yīng)消耗了氧氣，冷卻后活塞從右向左移動(dòng)；從圖中可以看出，白磷共消耗了60mL空氣中的氧氣，等到試管冷卻后再松開彈簧夾，會(huì)發(fā)現(xiàn)注射器的活塞向左移動(dòng)12mL，最后活塞將停在8mL處；
故填：12mL；注射器活塞先向右移動(dòng)，后向左移動(dòng)；8mL；
（3）因?yàn)榘琢兹紵�放出大量的熱，�?huì)使密閉體系內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，所以該實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題有：橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等．
故填：試管口的橡膠塞被沖出或注射器活塞被沖出或試管爆裂．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)是測(cè)定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)，屬于實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究．這類探究實(shí)驗(yàn)中要注意以下幾點(diǎn)：①裝置的嚴(yán)密性②所用藥品的量③生成物的狀態(tài)④讀數(shù)時(shí)要冷卻到原溫度等．