Question

測定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計如下方案：選用實際容積為40 mL的試管作反應(yīng)容器，將過量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊試管口，通過導(dǎo)管與實際容積為60 mL且潤滑性很好的針筒注射器組成如圖的實驗裝置．
假設(shè)此實驗?zāi)馨凑招∪A的設(shè)想正常進行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計，請回答下列問題：
（1）實驗前，打開彈簧夾，將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明裝置氣密性________．
（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾．
可觀察到的現(xiàn)象為________．
（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，試管冷卻．可觀察到的現(xiàn)象為________．
（4）若按小華的設(shè)想進行實驗，實際可能遇到諸多問題而發(fā)生危險，造成實驗失敗．例如________．

Answer 1

解：（1）將注射器的活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松手，若活塞仍能返回至20mL處，說明裝置的氣密性比較好．故答案為：良好
（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這只是消耗了40mL的試管中空氣中的氧氣，等到試管冷卻后再松開彈簧夾，會發(fā)現(xiàn)注射器的活塞向左移動8mL．故答案為：注射器的活塞向左移動8mL
（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，從圖中可以看出，白磷共消耗了60mL空氣中的氧氣，等到試管冷卻后再松開彈簧夾，會發(fā)現(xiàn)注射器的活塞向左移動12mL．故答案為：注射器的活塞向左移動12mL
（4）因為白磷燃燒放出大量的熱，會使密閉體系內(nèi)氣體壓強增大，所以該實驗中可能出現(xiàn)的問題有：橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等．
故答案為：試管發(fā)生炸裂（答案合理即可）．
分析：本題是測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)的實驗探究，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實驗中用的是過量的白磷，燃燒后的生成物是固體，不需要占很大的空間．本實驗中用的是40mL的試管與實際容積為60mL且潤滑性很好的針筒注射器，并且活塞在20mL處，有助于反應(yīng)結(jié)束后計算體積．要使本實驗成功，必須注意以下幾點：①裝置的氣密性好；②白磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數(shù)．還要注意防止試管受熱不均或氣體體積受熱膨脹過大，從而造成試管炸裂．
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．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．