Question

【題目】為測定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下方案：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，通過導(dǎo)管與實(shí)際容積為60mL且滑潤性很好的針筒注射器組成如圖的實(shí)驗(yàn)裝置。假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬凑招∪A的設(shè)想正常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請回答下列問題：

（1）白磷燃燒的化學(xué)方程式為_____。

（2）實(shí)驗(yàn)前，打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回20mL刻度處，則說明：_____。

（3）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。可觀察到注射器活塞停留在_____mL刻度處。

（4）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)實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到的現(xiàn)象為：_____、_____。

（5）若按小華的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能遇到諸多問題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失敗，例如：_____。

Answer 1

【答案】4P+5O22P2O5 裝置的氣密性好 12 白磷燃燒，產(chǎn)生白煙 活塞先向右移動，最終穩(wěn)定在約8mL的刻度線上 橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等

【解析】

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。

（1）白磷燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，故填：。

（2）打開彈簧夾，將注射器活塞前沿從20mL刻度處推至15mL刻度處，然后松開手，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明整個(gè)裝置都不漏氣；故填：裝置的氣密性好。

（3）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×1/5=8mL，所以活塞應(yīng)停在20mL-8mL=12mL的刻度處；故填：12。

（4）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷燃燒，產(chǎn)生白煙，而白磷實(shí)際消耗掉的是試管40mL和注射器內(nèi)20mL的氧氣為（40mL+20mL）×1/5=12mL，所以活塞應(yīng)停在20mL-12mL=8mL的刻度處；故填：白磷燃燒，產(chǎn)生白煙；活塞先向右移動，最終穩(wěn)定在約8mL的刻度線上。

（5）因?yàn)榘琢自诿荛]容器內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量使氣體膨脹，可能會使橡膠塞彈出、試管爆裂、不使用彈簧夾可能會使注射器活塞彈出等，造成實(shí)驗(yàn)失敗。故填：橡膠塞彈出、試管爆裂、注射器活塞彈出等。