Question

6．如圖是“空氣中氧氣體積分數測定”實驗的改進裝置．已知：白磷燃燒生成五氧化二磷．主要操作是：在實際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進50mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．
（1）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是先下降，后上升；若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為70mL．
（2）集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中起到哪些作用？加快集氣瓶冷卻或緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高寫一點即可）．
 （3）如果實驗結果偏小，請你寫出1個可能原因：裝置漏氣或沒有等裝置冷卻到室溫就讀數等．
（4）此實驗還能得出氮氣的一條物理性質：難溶于水．
（5）小明在一本參考書上發(fā)現，鎂居然能在氮氣中燃燒，于是他用鎂條代替紅磷做這個實驗．實驗完畢，你認為進入瓶中水的體積會大于$\frac{1}{5}$（填大于或小于）．

Answer 1

分析 （1）根據白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中裝置內的壓強的變化分析，根據空氣中氧氣含量考慮；
（2）根據集氣瓶中水可以使瓶內形成密封體系考慮；
（3）根據實驗的注意事項來分析；
（4）根據實驗現象來分析；
（5）鎂條既能與氧氣反應又能與氮氣反應，所以消耗的氣體比只有氧氣要多．

解答 解：（1）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內的壓強先增大，后又降低，因此瓶內水面的變化是先下降，后上升；由于空氣中氧氣約占空氣體積的五分之一，容積為150mL的集氣瓶里，先裝進50mL的水，所以空氣體積是100mL，所以氧氣占著20mL，所以最后集氣瓶中水的體積約為50mL+20mL=70mL；
故答案為：先下降，后上升；70；
（2）集氣瓶內預先裝入適量的水，使白磷燃燒時集氣瓶內氣壓不會過度增大，不至于使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出．同時還可以加快集氣瓶冷卻，緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高．故答案為：加快集氣瓶冷卻或緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高；
（3）通過實驗測得的空氣中氧氣的體積分數與正常值相比偏小，其中可能的原因有：紅磷的量不足，未將瓶內空氣中的氧氣全部消耗掉，裝置漏氣，未冷卻至室溫就讀數等．故填：紅磷過少；裝置漏氣或沒有等裝置冷卻到室溫就讀數等；
（4）由本實驗還可以推知氮氣性質有氮氣難溶于水；故填：難溶于水；
（5）由于鎂條即能與氧氣反應又能與氮氣反應，因此消耗的氣體體積應大于五分之一．故答案為：大于．

點評 本題主要考查用磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，難度稍大．