Question

為測(cè)定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案：
在一個(gè)隔熱效果良好的容器上方安裝一個(gè)可自由上下移動(dòng)的活塞（活塞質(zhì)量忽略不計(jì)，起始位置在5刻度處）．加熱容器，使容器溫度達(dá)到80℃（已知白磷燃燒所需的最低溫度為40℃）．請(qǐng)回答：
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以觀(guān)察到：白磷______，產(chǎn)生大量______，活塞先向______移動(dòng)，再向______移動(dòng)，最后停在刻度______處．涉及到的反應(yīng)符號(hào)表達(dá)式是______．
（2）由此實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論______．
（3）有位同學(xué)用木炭取代白磷來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果實(shí)驗(yàn)失敗，請(qǐng)你分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因是______．向容器中加入少量的______，然后完成實(shí)驗(yàn)，就能得到相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果．

Answer 1

解：（1）反應(yīng)中由于釋放出大量的熱，導(dǎo)致密閉容器內(nèi)的氣體體積明顯膨脹，所以體積先大后小，也就導(dǎo)致活塞先上后下，由于該過(guò)程涉及到的反應(yīng)是4P+5O₂2P₂O₅；所以會(huì)導(dǎo)致容器內(nèi)的壓強(qiáng)變小，而空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是，所以最終活塞會(huì)停止在刻度“4”處；
（2）由開(kāi)始刻度指在5到實(shí)驗(yàn)后指在4處，可得到結(jié)論氧氣約占空氣總體積的五分之一，
（3）實(shí)驗(yàn)的替代物則是對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的在思考，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)中所用藥品必須是對(duì)應(yīng)產(chǎn)物不是氣體的，而木炭和氧氣反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，所以木炭在本實(shí)驗(yàn)中不能使用，如果使用木炭則可以再容器中滴入少量濃的氫氧化鈉溶液對(duì)生成的二氧化碳進(jìn)行吸收，則能達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的；
故答案為：（1）①燃燒，②白煙，③上，④下，⑤4；（2）氧氣約占空氣總體積的五分之一；（3）木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)基本不變；濃的氫氧化鈉溶液；
分析：本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)在于加熱方式和體積的測(cè)定方式上，放棄了對(duì)液體的依賴(lài)，從而使結(jié)果更準(zhǔn)確一些．先根據(jù)所選藥品分析利用白磷燃燒消耗氧氣，裝置內(nèi)氣壓減小小于外界大氣壓，活塞向下移動(dòng)，再觀(guān)察活塞最終到達(dá)的位置確定氧氣的含量．
點(diǎn)評(píng)：本題采用新穎的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)空氣中氧氣的含量并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，綜合性強(qiáng)，針對(duì)性強(qiáng)，有利于活躍學(xué)生的思維和培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣．