Question

【題目】某校化學研究性學習小組在學習了“空氣中氧氣含量測定”的基礎上，改進了教材中的實驗，設計出了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，發現裝置的氣密性良好．
②在集氣瓶里裝進適量a體積的水，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，按圖示裝置把集氣瓶中的空氣密封起來，把長導管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．（注：集氣瓶內的長導管已伸到了瓶底）
③用力把預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，產生大量白煙，同時放出大量的熱．（注：白磷與紅磷燃燒的產物、現象均相同）
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個集氣瓶的體積是c．
⑥根據a、b、c三個數據，計算出空氣中氧氣的體積分數．
根據以上信息，回答下列問題．
（1）集氣瓶中白磷燃燒的符號表達式
（2）在白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是
（3）若實驗非常成功，當c為500mL，a=100mL，則b=mL．
（4）組內成員小張對“實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水”非常不理解．咨詢了組長小明之后，他終于明白“a體積的水”的作用，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 ．
（5）在上述實驗中，下列操作的實施和實驗現象的出現，會導致實驗測定的氧氣含量大于理論值的是
A.裝置氣密性不好
B.實驗前集氣瓶里預先裝的水并不是a體積
C.集氣瓶沒有冷卻到室溫
D.用紅磷代替白磷（紅磷燃燒所需要的最低溫度在240℃左右）

Answer 1

【答案】
（1）P+O2 P2O5
（2）先下降后上升
（3）180
（4）吸收（或溶解）白磷燃燒生成的五氧化二磷
（5）B
【解析】 （1）白磷燃燒是白磷與氧氣點燃條件下反應生成五氧化二磷，符合表達式為P+O2 P2O5；
（2）白磷燃燒時放出熱量，使得裝置內壓強變大，所以集氣瓶內的水會被壓入燒杯而下降，等燃燒完后冷卻，因白磷燃燒消耗掉氧氣，使得裝置內壓強變小且比原來還要小，所以燒杯中的水被壓入集氣瓶中，集氣瓶中水面上升；
（3）b為補充的氧氣的體積，因該體積為空氣體積的五分之一，c為500mL，a=100mL，則裝置內空氣體積為500mL－100mL＝400mL，則b＝400mL+100mL＝180mL；
（4）實驗前集氣瓶里要裝進適量a體積的水除加快集氣瓶的冷卻速率外，還可以吸收（或溶解）白磷燃燒生成的五氧化二磷，并形成液封，防止實驗過程中集氣瓶內的氣體從長導管中向外逸散而影響實驗結果；
（5）裝置氣密性不好、集氣瓶沒有冷卻到室溫，都會使得結果偏小；用紅磷代替白磷不會影響結果；實驗前集氣瓶里預先裝的水并不是a體積會使得測得氧氣體積偏大，則氧氣含量偏大；

【考點精析】掌握書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式是解答本題的根本，需要知道注意：a、配平 b、條件 c、箭號．