Question

16．選用實(shí)際容積為40mL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(shí)際容積為60mL且潤滑性很好的針筒注射器相連組成如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置．假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)馨凑招∪A的設(shè)想正常進(jìn)行，白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請(qǐng)回答下列問題：
（1）．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．
整個(gè)過程可觀察到的現(xiàn)象為：注射器活塞向左運(yùn)動(dòng)，最終活塞前沿停留在12mL處．
（2）．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．整個(gè)過程可觀察到的現(xiàn)象為：活塞先向右移動(dòng)后向左移動(dòng)，最終停留在注射器的8mL刻度處．

Answer 1

分析 本題是測定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)探究，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中用的是40mL的試管與實(shí)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(jì)算體積．要使本實(shí)驗(yàn)成功，必須注意以下幾點(diǎn)：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．

解答 解：（1）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這時(shí)白磷燃燒消耗掉的只是試管內(nèi)的氧氣為40mL×$\frac{1}{5}$=8mL，所以活塞應(yīng)停在20mL-8mL=12mL的刻度處；故填：注射器活塞向左運(yùn)動(dòng)；12；
（2）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，首先氣體受熱體積膨脹，活塞向右移動(dòng)，隨著反應(yīng)結(jié)束氧氣的消耗與溫度的降低，壓強(qiáng)減小，活塞又向左移動(dòng)；白磷實(shí)際消耗掉的是試管（40mL）和注射器（20mL）內(nèi)的氧氣為（40mL+20mL）×$\frac{1}{5}$=12mL，所以活塞應(yīng)停在20mL-12mL=8mL的刻度處；故填：活塞先向右移動(dòng)后向左移動(dòng)，最終停留在注射器的8mL刻度處．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查實(shí)驗(yàn)測定空氣中氧氣含量的原理及可能造成實(shí)驗(yàn)失敗的原因的分析，解此類問題時(shí)關(guān)鍵是分析清楚實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)．