Question

【題目】如圖1是“空氣中氧氣體積分數測定”實驗的改進裝置．主要操作是：在實際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進50mL的水，再按圖1連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．（白磷40℃即燃燒，燃燒產物與紅磷相同）

（1）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是 ；若實驗成功，最終集氣瓶中水的體積約為 mL．

（2）該實驗可推論出氮氣的性質為 ．

（3）若將白磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？為什么？ ．

（4）集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中起到哪些作用？（填寫序號）

A．加快集氣瓶內氣體冷卻 B．液封導氣管末端以防氣體逸出 C．吸收五氧化二磷

（5）圖2是另一實驗小組對測定空氣中氧氣含量實驗的兩套裝置圖，請結合圖示回答有關問題．（已知銅和氧氣在加熱的條件下反應生成氧化銅固體）

①根據下表提供的實驗數據，完成如表

硬質玻璃管中空氣的體積	反應前注射器中空氣體積	反應后注射器中氣體體積	實驗測得空氣中氧氣的體積分數
25mL	15mL	9mL

②裝置一和裝置二中氣球的位置不同， （填“裝置一”或“裝置二”）更合理，理由是 ．

③若實驗測得的結果偏�。ㄑ鯕獾捏w積分數小于21%），可能的原因有哪些？ （列舉兩條）．

Answer 1

【答案】（1）先下降，后上升；70mL

（2）氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應；

（3）不能；因為碳燃燒產生氣體，使瓶中大氣壓不變；

（4）ABC；

（5）①15%；②裝置二；能讓空氣更易流通，全部通過銅粉，使氧氣與銅粉充分反應；③銅粉的量不足；未待裝置完全冷卻至室溫就讀數．

【解析】

（1）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內的壓強先增大，后又降低，因此瓶內水面的變化是先下降，后上升；由于空氣中氧氣約占空氣體積的五分之一，容積為150mL的集氣瓶里，先裝進50mL的水，所以空氣體積是100mL，所以氧氣占著20mL，所以最后集氣瓶中水的體積約為50mL+20mL=70mL；

故答案為：先下降，后上升；70mL；

（2）水進入瓶內占五分之一．說明氮氣不能與紅磷反應，也不能溶于水或與水反應；

（3）炭粉盡管能與氧氣反應，除去了瓶內的氧氣，但由于反應生成了二氧化碳氣體，因此瓶內的氣體沒有減少，氣壓不會減小，故實驗不能測定出空氣中氧氣的含量．故答案為：不能；因為碳燃燒產生氣體，使瓶中大氣壓不變；

（4）集氣瓶內預先裝入適量的水，使白磷燃燒時集氣瓶內氣壓不會過度增大，不至于使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出．同時還可以加快集氣瓶冷卻，緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高．故答案為：ABC．

（5）①注射器內氣體減少的量就是氧氣的體積，則實驗測得空氣中氧氣的體積分數為：×100%=15%；

②裝置二與裝置一裝置比較，裝置二中的氣球在玻璃管的后部，更易讓空氣流通，氧氣與銅能充分反應；

③在測定空氣中氧氣的體積分數時，實驗后發(fā)現測定氧氣的體積分數低于五分之一，可能的原因有：①銅粉的量可能不足，沒有將氧氣消耗盡；②裝置可能漏氣，；③實驗中可能未冷卻至室溫就讀數等．