Question

某�；瘜W研究性學習小組在學習了“空氣中氧氣含量測定”的基礎(chǔ)上，改進了教材中的實驗，設(shè)計出了如圖所示的實驗裝置．實驗步驟如下：
①如圖所示，連接儀器，檢查裝置的氣密性．發(fā)現(xiàn)裝置的氣密性良好．
②在集氣瓶里裝進適量a 體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（其著火點是40℃），并在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，按圖示裝置把集氣瓶中的空氣密封起來，把長導管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．（注：集氣瓶內(nèi)的長導管已伸到了瓶底）
③用力把預先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，產(chǎn)生大量白煙，同時放出大量的熱．（注：白磷與紅磷燃燒的產(chǎn)物相同）
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個集氣瓶的體積是c．
⑥根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)．
根據(jù)以上信息，回答下列問題．
（1）在白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是

先下降后上升

．
（2）若實驗非常成功，請寫出a、b、c三個數(shù)據(jù)應滿足的一個等式關(guān)系式：

b-a

c-a

=

1

5

．
（3）組內(nèi)成員小葛為了證明實驗完成后的集氣瓶內(nèi)是否還有氧氣剩余，他沒有利用其它的儀器和藥品，仍是利用了上述實驗涉及的儀器和藥品，設(shè)計了一個實驗，最后得出了瓶內(nèi)一定沒有氧氣剩余的結(jié)論．你知道他是如何實驗的嗎？寫出簡要的實驗步驟和實驗現(xiàn)象．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象

（4）組內(nèi)成員小張對“實驗前集氣瓶里要裝進適量a 體積的水”非常不理解．咨詢了組長小明之后，他終于明白“a 體積的水”的作用，其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是

形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結(jié)果

．
（5）組內(nèi)成員小杭性格好動，無意間他發(fā)現(xiàn)向⑤步驟集氣瓶內(nèi)的水中滴加幾滴紫色石蕊試液，水會變紅．這一現(xiàn)象使組內(nèi)成員積極地展開了討論，成員小葛是由于二氧化碳溶于水，使溶液顯酸性而導致的，但小明馬上作出反對，原因是空氣中二氧化碳的含量極少，而實驗過程中又沒有產(chǎn)生二氧化碳，短時間內(nèi)不可能會使溶液顯酸性．你認為誰的觀點正確？

小明

．若你認為小明的觀點正確，那么請你對“變紅”現(xiàn)象提出大膽地猜想：

白煙（五氧化二磷固體）溶于水中形成了酸性物質(zhì)

．（若你認為小葛的觀點正確，此空不填）
（6）在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)，會導致實驗最后產(chǎn)生的實際值大于理論值的是

B

A．裝置氣密性不好             B．實驗前集氣瓶里沒有裝a 體積的水
C．集氣瓶沒有冷卻到室溫       D．用紅磷代替白磷（紅磷的著火點在240℃左右）

Answer 1

分析：根據(jù)白磷燃燒時瓶內(nèi)氣體體積的變化情況進行解釋：白磷燃燒時會放出大量的熱，集氣瓶內(nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶內(nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶內(nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內(nèi)；根據(jù)空氣中氧氣的含量與白磷燃燒只消耗氧氣的性質(zhì)進行分析；圍繞“白磷燃燒時集氣瓶內(nèi)壓力增大過度，會使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出”這一因素進行分析；根據(jù)集氣瓶內(nèi)氣壓的變化情況進行判斷．

解答：（1）白磷燃燒時會放出大量的熱，集氣瓶內(nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶內(nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶內(nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內(nèi)；故答案為：先下降后上升  
（2）若實驗非常成功，請寫出a、b、c三個數(shù)據(jù)應滿足的一個等式關(guān)系式是：

b-a

c-a

=

1

5

或

b-a

c-a

×100%=20%（或21%）或5b-c=4a；故答案為是：

b-a

c-a

=

1

5

或

b-a

c-a

×100%=20%（或21%）或5b-c=4a  
（3）將實驗完后燃燒匙內(nèi)的固體放到酒精燈的火焰上，產(chǎn)生大量的白煙，說明實驗后白磷過量，證明了實驗完成后的集氣瓶內(nèi)氧氣沒有剩余；故答案為：

實驗步驟：將實驗完后燃燒匙內(nèi)的固體放到酒精燈的火焰上

實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生大量的白煙，說明實驗后白磷過量．

（4）其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是：形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結(jié)果；故答案為：形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內(nèi)的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結(jié)果[只寫“防止實驗結(jié)果不準確”不對]
（5）我認為小明的觀點正確，因為白煙（五氧化二磷固體）溶于水中形成了酸性物質(zhì)，因此紫色石蕊試液變紅，故答案為：小明   白煙（五氧化二磷固體）溶于水中形成了酸性物質(zhì) 
（6）導致實驗最后產(chǎn)生的實際值大于理論值的是：實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水；AC都偏��；故答案為：B

點評：本考點是測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)，屬于實驗方法和過程的探究．空氣中氧氣含量的測定也是中考考查的一個熱點，重點考查實驗過程中看到的現(xiàn)象以及導致實驗結(jié)果偏大或偏小的原因．這類探究實驗中要注意以下幾點：①裝置的嚴密性②所用藥品的量③生成物的狀態(tài)④讀數(shù)時要冷卻到原溫度等．要具體問題具體分析，根據(jù)設(shè)計的步驟中不同的現(xiàn)象去思考，從而得出正確的結(jié)論．本考點經(jīng)常出現(xiàn)在選擇題、填空題和實驗題中．