Question

【題目】為測定空氣中氧氣的含量，小華和小強同學分別設計如下方案： 小華：采用圖 1 裝置進行實驗（燃燒匙中藥品為紅磷）

小強：（如圖 2）選用實際容積為 40mL 的試管作反應容器，將過量的白磷（白磷比紅磷更容易燃燒，生成物都相同）放入試管，用橡皮塞塞緊試管，通過導管與實際容積為 60mL 且潤滑性很好的針筒注射器組成如下圖的實驗裝 置．假設此實驗能夠按照小華的設想正常進行，且白磷所占體積與導管內(nèi)的氣體體積忽略不 計，請回答下列問題：

（1）紅磷在集氣瓶中燃燒的現(xiàn)象是_________________________ ，冷卻到室溫打開止水夾后 的現(xiàn)象______________________ ，紅磷燃燒的文字表達___________________________ ；

（2）待燃燒停止，白煙消失并冷卻后，打開止水夾，觀察到進入集氣瓶中水的體積不到總 容積的 1/5，你認為其原因可能是_______________，___________ ；

（3）如果將燃燒匙中紅磷換成硫粉，實驗能否成功？為什么？______ _______

（4）實驗前，打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從 20mL 刻度處推至 15mL 刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至 20mL 刻度處，則說明__________；若先夾緊彈簧夾， 用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾，可觀察到的現(xiàn)象是注射器活塞停在_____ mL處； 若不夾彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后，可觀察到的現(xiàn)象是注射器活塞停在_____ mL處。

（5）圖 2 的設計操作與圖 1 比較，其優(yōu)點是__________

Answer 1

【答案】紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙；水倒吸進入集氣瓶，約占集氣瓶體積的五分之一，紅磷+氧氣五氧化二磷；裝置漏氣紅磷的量不足裝置未完全冷卻就打開止水夾；不能，因為硫與氧氣反應，消耗氧氣，但同時又生成二氧化硫氣體，瓶中的壓強無明顯變化；裝置不漏氣；8mL；4mL防止磷燃燒產(chǎn)生的白煙散逸到空氣中，能減少實驗誤差，能讀出消耗氧氣的體積

【解析】

（1）紅磷燃燒的現(xiàn)象是紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙。冷卻到室溫打開止水夾后 的現(xiàn)象是水倒吸進入集氣瓶，約占集氣瓶體積的五分之一。紅磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷，反應的文字表達式為：紅磷+氧氣五氧化二磷。

（2）紅磷量不足，裝置漏氣，未待溫度冷卻就打開止水夾，都會導致測量結果偏小。

（3）紅磷與氧氣反應后生成的是五氧化二磷固體，而硫與氧氣反應生成二氧化硫氣體，生成的二氧化硫氣體填充了消耗掉氧氣的體積，瓶內(nèi)壓強變化不大，故不會有多少水流入集氣瓶中，故不能用硫代替紅磷。

（4）推壓活塞后活塞仍可以返回到原來的刻度處，說明裝置的氣密性是良好的。試管中的空氣體積量為60ml，則其中氧氣的體積為60ml×=12ml，故反應后針筒中體積將減少12ml，移動至8ml刻度處。如不加彈簧夾，則反應前容器中空氣的體積為80ml，其中氧氣的體積為16ml，故反應后氣體的總體積減少16ml，故活塞移動至4ml刻度處。

（5）圖2實驗是在密閉容器中進行的，故不會有磷燃燒產(chǎn)生的白煙散逸到空氣中，能減少實驗誤差，能讀出消耗氧氣的體積。