Question

【題目】某化學興趣小組對教材中“測定空氣里氧氣含量”的實驗進行了大膽改進，分別設(shè)計了以下三種裝置，均取得了良好的實驗效果。請你對比分析下面的實驗，回答下列有關(guān)問題：

（1）甲小組利用如圖Ⅰ所示實驗裝置測定空氣中氧氣的含量。

①圖Ⅰ中觀察到的紅磷燃燒的現(xiàn)象是__，該反應的化學方程式為__。

②下表是圖I實驗中記錄的數(shù)據(jù)：

集氣瓶的容積（mL）	實驗開始時量筒內(nèi)水體積（mL）	實驗結(jié)束時量筒內(nèi)水體積（mL）
150	80	57.5

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算空氣中氧氣的體積分數(shù)為__。

③按圖Ⅰ實驗，實驗前量筒內(nèi)裝水80mL（足量），你認為下列操作過程對實驗結(jié)果的影響分析正確的是__（填序號）。

A彈簧夾沒夾緊會導致實驗結(jié)果偏小

B燃燒匙內(nèi)盛放過量的紅磷會導致實驗結(jié)果偏大

C沒等裝置冷卻就打開彈簧夾會導致實驗結(jié)果偏小

D點燃紅磷伸入瓶中時，沒有立即塞緊瓶塞會導致實驗結(jié)果偏大

E實驗開始時，俯視量筒讀數(shù)，實驗后視線與凹液面最低處相平，會導致實驗結(jié)果偏大

（2）乙小組利用如圖Ⅱ所示實驗裝置測定空氣中氧氣的含量，試管內(nèi)凈容積為50mL，注射器活塞反應前停留在55mL刻度處，導管容積忽略不計（生石灰主要成分氧化鈣CaO與水反應生成氫氧化鈣，部分固定裝置已略去）。

①燒杯中氧化鈣與水反應的化學方程式為__，利用該反應引燃白磷，說明該反應__（填“吸熱”或“放熱”）。

②圖Ⅱ?qū)嶒炦^程中，注射器的活塞將__（填序號）移動。

A向右 B向左 C先向左再向右 D先向右再向左

若白磷的量充足，反應后冷卻至室溫，最終活塞會停留在__mL刻度處。

（3）對比圖Ⅰ和圖Ⅱ，下列分析正確的是__（填序號）。

A圖Ⅰ和圖Ⅱ都能粗略的測出空氣中氧氣的質(zhì)量分數(shù)

B圖Ⅱ?qū)嶒炛�，沒有白煙逸出，更環(huán)保

C圖Ⅱ?qū)嶒炛醒b置始終密閉，避免紅磷放入瓶中時空氣逸出，實驗結(jié)果更準確

D實驗中紅磷的用量越多，實驗測量結(jié)果越準確

（4）丙小組利用如圖III裝置可測定空氣中氧氣含量 （兩玻璃管內(nèi)徑相同），實驗前K1、K2、K3均已關(guān)閉。

①實驗前，關(guān)閉K1、K3，打開K2，向右管中加水，若__（填現(xiàn)象）,則裝置氣密性良好。

②左管燃燒匙裝有足量的白磷，右管盛水。I.光照引燃白磷；II.待白磷熄滅，__，打開K2，右管液面下降，原因是__，至液面不再下降，右管液面高度為h1。

③計算空氣中氧氣體積分數(shù)的表達式為__（用h0、h1表示）。

Answer 1

【答案】產(chǎn)生大量白煙，放出大量熱 15% CD 放熱 D 45mL BC 右管中水不下降 關(guān)閉K1、K3，冷卻至室溫 白磷燃燒消耗氧氣，使左側(cè)玻璃管內(nèi)的壓強減小

【解析】

紅磷在氧氣中點燃生成五氧化二磷，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣。

（1）①紅磷在氧氣中點燃生成五氧化二磷，圖Ⅰ中觀察到的紅磷燃燒的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量白煙，放出大量熱，反應的化學方程式為。

②空氣中氧氣的體積分數(shù)為

③A、彈簧夾沒夾緊，開始反應時放出熱量，是瓶內(nèi)的空氣受熱膨脹逸出，最終倒流的水會偏多，會導致實驗結(jié)果偏大，故A不正確；

B、燃燒匙內(nèi)盛放過量的紅磷對實驗結(jié)果無影響，故B不正確；

C、沒等裝置冷卻就打開彈簧夾會導致實驗結(jié)果偏小，故C正確；

D、點燃紅磷伸入瓶中時，沒有立即塞緊瓶塞會導致實驗結(jié)果偏大，故D正確；

E、實驗開始時，俯視量筒讀數(shù)，讀數(shù)偏大，實際比讀數(shù)小，則實驗后視線與凹液面最低處相平，會導致實驗結(jié)果偏小，故E不正確。故選CD。

（2）①燒杯中氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，反應的化學方程式為，利用該反應引燃白磷，說明該反應放熱。

②圖Ⅱ實驗過程中，紅磷燃燒放出大量熱，氣體膨脹，注射器的活塞向右移動，試管內(nèi)冷卻，外界壓強大于試管內(nèi)壓強，則注射器的活塞向左移動，故選D。

試管內(nèi)凈容積為50mL，氧氣的體積約為， 注射器活塞反應前停留在55mL刻度處，若白磷的量充足，反應后冷卻至室溫，最終活塞會停留在

刻度處。

（3）A、圖Ⅰ和圖Ⅱ都能粗略的測出空氣中氧氣的體積分數(shù)，故A不正確；

B、圖Ⅱ實驗中，裝置氣密性好，沒有白煙逸出，更環(huán)保，故B正確；

C、圖Ⅱ實驗中裝置始終密閉，避免紅磷放入瓶中時空氣逸出，實驗結(jié)果更準確，故C正確；

D、實驗中紅磷的用量足量，氧氣消耗完，實驗測量結(jié)果準確,故D不正確。故選BC。

（4）①實驗前，關(guān)閉K1、K3，打開K2，向右管中加水，若右管中水不下降,則裝置氣密性良好。

②左管燃燒匙裝有足量的白磷，右管盛水。I.光照引燃白磷；II.待白磷熄滅，關(guān)閉K1、K3，冷卻至室溫，打開K2，右管液面下降，原因是白磷燃燒消耗氧氣，使左側(cè)玻璃管內(nèi)的壓強減小，至液面不再下降，右管液面高度為h1。

③空氣中氧氣體積分數(shù)的表達式為