Question

4．某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了“空氣中氧氣含量測定”實驗后，他們查閱資料發(fā)現(xiàn)磷燃燒生成的白煙（五氧化二磷）對人體有害，于是他們再課本實驗的基礎(chǔ)上改進(jìn)了教材中的實驗，設(shè)計出如圖所示的實驗裝置．實驗步驟如下：
①如圖所示連接儀器，檢查裝置的氣密性良好；
②在集氣瓶里裝進(jìn)適量的水的體積為a，燃燒匙里放一塊白磷（白磷燃燒所需要的最低溫度是40℃），并在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，按圖示裝置把長導(dǎo)管的另一端放入盛有足量水的燒杯中；（注：集氣瓶內(nèi)的長導(dǎo)管已伸到了瓶底）．
③用力把預(yù)先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，產(chǎn)生大量白煙，同時放出大量的熱；（注：白磷與紅磷燃燒的產(chǎn)物相同）
④待白磷燃燒完畢，將集氣瓶稍加振蕩，白煙消失；
⑤待集氣瓶完全冷卻至室溫，打開止水夾，量出集氣瓶中水的體積為b，整個集氣瓶的體積為c；
⑥根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．
根據(jù)以上實驗信息，回答下列有關(guān)問題：
（1）白磷燃燒的文字表達(dá)式為磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）在白磷開始燃燒到最后熄滅冷卻過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是先下降后上升；
（3）若實驗非常成功，當(dāng)c為500mL，a為100mL，則b為180mL；
（4）小組成員小張對“實驗前向集氣瓶內(nèi)裝入適量a體積的水”不理解．咨詢組長小明后，他終于明白加入水的作用，其一是加快集氣瓶的冷卻； 其二是吸收白磷燃燒生成的五氧化二磷，防止從集氣瓶中逸出；
（5）在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)，可能會導(dǎo)致實驗最后產(chǎn)生的實際值小于理論值的是AC
A、裝置氣密性不好             B、實驗前集氣瓶里沒有裝a體積的水
C、集氣瓶沒有冷卻到室溫   D、白磷放太多了．

Answer 1

分析 根據(jù)白磷燃燒時瓶內(nèi)氣體體積的變化情況進(jìn)行解釋：白磷燃燒時會放出大量的熱，集氣瓶內(nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶內(nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶內(nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內(nèi)；根據(jù)空氣中氧氣的含量與白磷燃燒只消耗氧氣的性質(zhì)進(jìn)行分析；圍繞“白磷燃燒時集氣瓶內(nèi)壓力增大過度，會使集氣瓶中氣體受熱膨脹而逸出”這一因素進(jìn)行分析；根據(jù)集氣瓶內(nèi)氣壓的變化情況進(jìn)行判斷．

解答 解：（1）白磷燃燒生成了五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式是磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷．故填：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷；
（2）白磷燃燒時會放出大量的熱，集氣瓶內(nèi)空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶內(nèi)的水沿玻璃管流入燒杯內(nèi)；燃燒停止后，溫度下降，瓶內(nèi)氣壓減小，燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內(nèi)；故答案為：先下降后上升；
（3）根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，已知C=500ml，a=100ml，a上面的空氣五等分，則b=180mL；故填：180；
（4）其一是為了加快⑤步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是：吸收生成的五氧化二磷，防止從集氣瓶中逸出；故答案為：加快集氣瓶的冷卻；吸收白磷燃燒生成的五氧化二磷，防止從集氣瓶中逸出；
（5）進(jìn)行此實驗時，必須保證裝置的氣密性良好，白磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會導(dǎo)致測定的氧氣含量低于21%的體積數(shù)，故填：AC．

點(diǎn)評 本考點(diǎn)是測定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)，屬于實驗方法和過程的探究．空氣中氧氣含量的測定也是中考考查的一個熱點(diǎn)，重點(diǎn)考查實驗過程中看到的現(xiàn)象以及導(dǎo)致實驗結(jié)果偏大或偏小的原因．這類探究實驗中要注意以下幾點(diǎn)：①裝置的嚴(yán)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(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)在選擇題、填空題和實驗題中．