Question

【題目】在用白磷(白磷與紅磷組成相同，著火點為40℃)探究質量守恒定律的實驗中，曉涵同學將橡皮塞上的細玻璃管下端放到酒精燈火焰上灼燒至紅熱后，迅速用橡皮塞將錐形瓶塞緊，并引燃白磷，實驗過程如下圖所示。請回答下列問題：

（1）此實驗能否不用氣球，改為直接用橡皮塞使錐形瓶密封？且說明理由____________

（2）實驗中觀察到氣球先變大后變小，用理化知識解釋產生此現象的原因是____________

（3）該同學聯想到以前測定氧氣體積分數時也用到紅磷，且當時紅磷必須過量，請解釋原因。________。經過分析該同學認為上述探究質量守恒定律的實驗中紅磷也應過量，你認為她的觀點正確嗎？并加以解釋____________________

（4）上述探究質量守恒定律的實驗后，該同學為了驗證錐形瓶內是否還有氧氣剩余，用如下方法：打開瓶塞，用燃著的木條伸入錐形瓶，發現木條繼續燃燒，說明瓶內還有少量氧氣剩余。請你評價其實驗方法正確與否，并解釋：____________________

Answer 1

【答案】不能，如果直接用橡皮塞使錐形瓶密封，白磷燃燒放出大量的熱，導致瓶內氣壓急劇增大，極可能導致瓶塞飛出，從而導致實驗失敗或發生安全事故。 白磷燃燒放出大量的熱，導致瓶內氣體急劇膨脹，氣球變大，完全反應冷卻后，瓶內氧氣被消耗，導致瓶內氣壓減小，氣球變小。 紅磷在空氣中燃燒消耗氧氣，過量的紅磷能使裝置中的氧氣完全反應 不正確，這是因為即使白磷不足，反應的白磷和氧氣的質量和生成的五氧化二磷的質量也是相等的，能夠驗證質量守恒定律。 不正確，這是因為打開瓶塞時，空氣進入錐形瓶中，進入的空氣能使木條繼續燃燒。

【解析】

（1）根據白磷燃燒放出熱量，氣壓急劇增大分析解答；

（2）根據瓶內氣壓的變化分析解答；

（3）根據必須將氧氣反應完解答；根據反應前后物質的質量相等分析解答；

（4）根據打開瓶塞時，空氣進入錐形瓶中分析解答。

（1）此實驗不能將氣球改為橡皮塞；如果直接用橡皮塞使錐形瓶密封，白磷燃燒放出大量的熱，導致瓶內氣壓急劇增大，極可能導致瓶塞飛出，從而導致實驗失敗或發生安全事故；

（2）氣球先變大后變小的原因是：白磷燃燒放出大量的熱，導致瓶內氣體急劇膨脹，氣球變大，完全反應冷卻后，瓶內氧氣被消耗，導致瓶內氣壓減小，氣球變小；

（3）測定氧氣體積分數時紅磷必須過量的原因是：紅磷在空氣中燃燒消耗氧氣，過量的白磷能使裝置中的氧氣完全反應；不正確，這是因為即使紅磷不足，反應的白磷和氧氣的質量和生成的五氧化二磷的質量也是相等的，能夠驗證質量守恒定律；

（4）不正確，這是因為打開瓶塞時，空氣進入錐形瓶中，進入的空氣能使木條繼續燃燒。