Question

5．為測定空氣中氧氣的含量，小華同學打算設(shè)計如下方案：選用實際 容積為40ml的試管作為反應容器，將過量的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊管口，通過導管與實際容積為60ml且潤滑性能好的注射器組成如圖所示的實驗裝置，假設(shè)此實驗能按設(shè)想正常進行且白磷所占體積與導管內(nèi)的氣體體積忽略不計，回答：
（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，則說明整個裝置都不漏氣．
（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)象為白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞前沿約在12mL的刻度線上．
（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應直至燃燒結(jié)束，試管冷卻．可觀察到的現(xiàn)象為白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，活塞先向右移動，最終穩(wěn)定在約8mL的刻度線上．
（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�。�例如白磷量不足，裝置氣密性不好，未冷卻到室溫就讀數(shù)
（5）寫出白磷在空氣中燃燒的文字表達式：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷屬于化合反應（填化合或分解）

Answer 1

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)．

解答 解：（1）打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明整個裝置都不漏氣；故填：整個裝置都不漏氣；
（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，這時白磷燃燒消耗掉的只是試管內(nèi)的氧氣為40mL×1/5=8mL，所以活塞應停在20mL-8mL=12mL的刻度處；故填：白磷燃燒，產(chǎn)生白煙；活塞前沿約在12mL的刻度線上；
（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，白磷實際消耗掉的是試管40mL和注射器內(nèi)20mL的氧氣為（40mL+20mL）×1/5=12mL，所以活塞應停在20mL-12mL=8mL的刻度處；故填：白磷燃燒，產(chǎn)生白煙；活塞先向右移動，最終穩(wěn)定在約8mL的刻度線上；
（4）因為白磷在密閉容器內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量使氣體膨脹，可能會使橡膠塞彈出、試管爆裂、不使用彈簧夾可能會使注射器活塞彈出等，造成實驗失��；故填：白磷量不足；裝置氣密性不好；未冷卻到室溫就讀數(shù)；
（5）磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷，該反應符合“多變一”的特征，屬于化合反應；故填：磷+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$五氧化二磷；化合．

點評 本題主要考查實驗測定空氣中氧氣含量的原理及可能造成實驗失敗的原因的分析，解此類問題時關(guān)鍵是分析清楚實驗原理，了解實驗過程中的注意事項．