Question

為測(cè)定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下方案：選用實(shí)際容積為40 mL的試管作反應(yīng)容器，將過(guò)量的白磷放入試管中，用橡皮塞塞緊試管口，通過(guò)導(dǎo)管與實(shí)際容積為60 mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器組成如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．

假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)馨凑招∪A的設(shè)想正常進(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(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20 mL刻度處推至15 mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20 mL刻度處，則說(shuō)明________．

(2)若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開(kāi)彈簧夾．可觀察到的現(xiàn)象為_(kāi)_______．

(3)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．可觀察到的現(xiàn)象為_(kāi)_______．

(4)若按小華的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能遇到諸多問(wèn)題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失�。�例如________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)裝置的氣密性良好 　　(2)白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞前沿在約12 mL的刻度線上 　　(3)白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞先向右移動(dòng)，最終穩(wěn)定在約8 mL的刻度線上 　　(4)橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等 　　講析：(1)實(shí)驗(yàn)操作前后裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，證明該裝置的氣密性良好．(2)白磷在燃燒時(shí)消耗空氣中的氧氣，產(chǎn)生白煙(生成五氧化二磷)，導(dǎo)致密閉體系內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，由于氧氣約占空氣體積的，而試管內(nèi)氧氣的體積約為：40 mL×＝8 mL，且過(guò)量的白磷燃燒能將試管內(nèi)空氣中的氧氣耗盡，因此最終活塞的前沿在約12 mL(20 mL－8 mL＝12 mL)的刻度線上．(3)白磷在空氣中燃燒時(shí)放出大量的熱，會(huì)使密閉體系內(nèi)的空氣受熱膨脹，氣體壓強(qiáng)增大，活塞就會(huì)向右移動(dòng)，當(dāng)過(guò)量的白磷燃燒耗盡密閉體系內(nèi)的氧氣，試管冷卻后，密閉體系內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，外界大氣壓就會(huì)推動(dòng)活塞向左移動(dòng)，而密閉體系內(nèi)氧氣的體積約為：(40 mL＋20 mL)×＝12 mL，因此最終活塞的前沿在約8 mL(20 mL－12 mL＝8 mL)的刻度線上．(4)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(wèn)題有：橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等． 　　點(diǎn)評(píng)：此題是考查空氣中氧氣含量的測(cè)定，通過(guò)活塞的移動(dòng)來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量，提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度．本題的創(chuàng)新性在于實(shí)驗(yàn)裝置始終密閉，不會(huì)造成空氣污染．