Question

17．為測定空氣中氧氣的含量，某興趣小組的同學選用40mL的試管和量程足夠大且潤滑效果很好的注射器等作器材（如圖）．將一定量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊管口，夾緊彈簧夾．加熱白磷，燃燒結束，待試管完全冷卻后松開彈簧夾，觀察現象．
（1）正式開始實驗前，該興趣小組同學打開彈簧夾，將注射器活塞從20mL刻度處推至15mL處，然后松開活塞，觀察活塞是否返回至20mL刻度處．該操作的主要目的是檢查裝置的氣密性；
（2）實驗后，可以觀察到針筒活塞會從原來的20mL刻度處慢慢向左移動到約14mL刻度處，則該興趣小組測得空氣中氧氣的體積分數為10%；
（3）若實驗測得的結果偏小，可能的原因有哪些？（列舉一條）白磷的量不足
（4）若實驗中不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應直到燃燒結束試管冷卻后，實驗中可觀察到的現象為活塞先向右移動；后活塞向左移動．

Answer 1

分析 （1）用白磷燃燒消耗氧氣來驗證空氣中氧氣的體積分數，要使實驗結果準確可靠，需保證裝置氣密性良好；
（2）要注意試管的容積為40mL這一重要信息進行分析解答；
（3）根據對實驗結果造成影響的因素：裝置是否漏氣、藥品量足否、是否等到裝置冷卻到室溫，就打開彈簧夾；進行分析解答；
（4）根據白磷燃燒放出熱量以及實驗結束后裝置冷卻，壓強減小來分析．

解答 解：（1）在做有關消耗氣體體積或氣體的生成的實驗時，首先要檢查裝置的氣密性．正式開始實驗前，該興趣小組同學打開彈簧夾，將注射器活塞從20mL刻度處推至15mL處，然后松開活塞，觀察到活塞返回至20mL刻度處，說明該裝置不漏氣，裝置的氣密性良好．該操作的目的就是檢查裝置的氣密性．故填：檢查裝置的氣密性；
（2）白磷燃燒消耗了裝置內的氧氣，針筒活塞會從原來的20mL刻度處慢慢向左移動到約14mL刻度處，氣體體積減少了（20-14）mL=6mL，即氧氣的體積為6mL，則該興趣小組測得空氣中氧氣的體積分數為$\frac{6mL}{40mL+20mL}×100%=10%$；故填：10%；
（3）沒有冷卻就讀數，氣體體積膨脹，測得的氧氣的體積分數偏低；白磷的量不足，氧氣有剩余，測得的氧氣的體積分數偏低；裝置漏氣，內外的壓強差小，測得的氧氣的體積分數偏低；故填：白磷的量不足（答案合理即可）；
（4）由于白磷燃燒方出了大量的熱，使氣體膨脹，所以活塞先向右移動；由于白磷燃燒消耗了氧氣，冷卻至室溫時，活塞向左移動．故填：活塞先向右移動；后活塞向左移動．

點評 本題通過實驗的創(chuàng)新，考查了我們分析問題的能力．在解答時，善于抓住題目的要點，才能使解答明晰不亂．