Question

【題目】某科學(xué)興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)：將數(shù)顯設(shè)備、氣體壓強(qiáng)傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按如圖所示連接。裝置氣密性良好，調(diào)節(jié)右邊敞口容器和集氣瓶里的水而相平，此時集氣瓶內(nèi)氣體的體積為V1．關(guān)閉活塞，點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升，待集氣瓶內(nèi)的水面不再上升時，集氣瓶內(nèi)的體體積為V2．然后向右邊容器內(nèi)加人一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內(nèi)的氣體體積為V3，在點(diǎn)燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數(shù)顯設(shè)備顯示集氣瓶內(nèi)的氣體壓強(qiáng)先上升后下降，再趨于穩(wěn)定。

請回答：

（1）實(shí)驗(yàn)所用的紅磷量需____。

（2）該反應(yīng)的文字表達(dá)式為_______。

（3）數(shù)顯設(shè)備顯示，開始一段時間集氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)上升，這是因?yàn)闇囟壬�高�?dǎo)致的氣壓變化量_____（選填”大于”、“等于”或“小于”）氧氣量減少導(dǎo)致的氣壓變化量。

（4）基于數(shù)顯設(shè)備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到_____所經(jīng)歷的時間。

（5）在整個實(shí)驗(yàn)過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為___（選填“V1﹣V2“、“V1﹣V3”或“V2﹣V3“）。

（6）若將上述實(shí)驗(yàn)中的紅磷換成木炭，嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)集氣瓶中水位上升，原因是______，實(shí)驗(yàn)反思：用燃燒法測定空氣中氧氣含量，在藥品的選擇或生成物的要求上應(yīng)考慮______________。

Answer 1

【答案】過量 磷+氧氣五氧化二磷 大于 完全冷卻 或 冷卻到室溫 V1-V3 碳燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，集氣瓶內(nèi)壓強(qiáng)無明顯變化 只和空氣中的氧氣反應(yīng)，生成物不能為氣體

【解析】

（1）該實(shí)驗(yàn)中如果紅磷的量不足就會導(dǎo)致氧氣的消耗不夠充分，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果小于1/5；

（2）紅磷燃燒的產(chǎn)物是五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式為：磷+氧氣五氧化二磷；

（3）實(shí)驗(yàn)開始時，紅磷燃燒放熱，由于溫度升高導(dǎo)致的氣壓變化量大于氧氣量減少導(dǎo)致的氣壓變化量，所以開始一段時間集氣瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)上升；故該題應(yīng)該填大于；

（4）在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須等到裝置冷卻至室溫后才能打開活塞；否則氣體由于膨脹導(dǎo)致進(jìn)入水的量會小于氧氣的體積，所以“一段時間”是指：裝置冷卻至室溫所用的時間；

（5）參加反應(yīng)的氧氣即為集氣瓶內(nèi)減少的氧氣，其體積為：V1-V3；

（6）若將上述實(shí)驗(yàn)中的紅磷換成木炭，嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并未發(fā)現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；其原因是木炭燃燒，消耗氧氣，同時生成二氧化碳?xì)怏w，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)沒有明顯變化；用燃燒法測定空氣中氧氣的含量，在藥品的選擇或生成物的要求上應(yīng)考慮的是藥品只能和空氣中的氧氣反應(yīng)，生成物是固體。