Question

某校化學(xué)學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了“空氣中氧氣含量測
定”實驗的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了教材中的實驗，設(shè)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．
②在集氣瓶里裝進(jìn)適量a毫升的水，集氣瓶剩余體積為V毫升，燃燒匙里放足量白磷，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(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．
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．
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）白磷燃燒的化學(xué)方程式

 

．
在白磷開始燃燒到最后熄滅冷卻的過程中，集氣瓶內(nèi)水面的變化情況是

 

．
若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為

 

毫升．
（2）組內(nèi)成員小張對“實驗前集氣瓶里要裝進(jìn)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；其二主要是

 

．
（3）組內(nèi)成員小杭無意間發(fā)現(xiàn)向⑤步驟集氣瓶內(nèi)的水中滴加幾滴紫色石蕊試液，會變紅．這一現(xiàn)象使組內(nèi)成員積極地展開了討論，成員小葛認(rèn)為是由于二氧化碳溶于水，使溶液顯酸性而導(dǎo)致的，但小明馬上作出反對，原因是空氣中二氧化碳的含量極少，而實驗過程中又沒有產(chǎn)生二氧化碳，短時間內(nèi)不可能會使溶液顯酸性．你認(rèn)為誰的觀點(diǎn)正確？

 

．你對“變紅”現(xiàn)象提出大膽地猜想是

 

．

Answer 1

分析：（1）白磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷；利用白磷和氧氣反應(yīng)放熱、氧氣的量約占空氣體積的五分之一解決問題；
（2）圍繞“降溫以及吸收燃燒產(chǎn)物”這一因素進(jìn)行分析；
（3）從使石蕊試液變紅色的溶液顯酸性的知識進(jìn)行猜想．

解答：解：（1）①白磷立即著火燃燒，產(chǎn)生大量白煙，生成五氧化二磷，化學(xué)方程式為4P+5O₂

點(diǎn)燃  .

2P₂O₅；
②白磷燃燒放出大量的熱，使集氣瓶中壓強(qiáng)增加，大于大氣壓強(qiáng)，液面下降，空氣中的氧氣被消耗，熄滅冷卻后，集氣瓶中的壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，液面上升，所以集氣瓶中水面先下降后上升；
③由于氧氣約占空氣體積的五分之一，進(jìn)入的水也是這一比例，則最終集氣瓶中水的體積為：a+

1

5

v；
（2）由于溫度的改變會影響水的進(jìn)入，所以需要使集氣瓶溫度盡快降低至室溫，同時水也對吸收產(chǎn)物有一定作用．
“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；其二主要是吸收白磷燃燒生成的五氧化二磷； （3）小明的觀點(diǎn)正確，白磷燃燒生成的五氧化二磷溶于水顯酸性，滴加幾滴紫色石蕊試液，會變紅．
故答案為：
（1）4P+5O₂

點(diǎn)燃  .

2P₂O₅，先下降后上升，a+

1

5

v；
（2）吸收白磷燃燒生成的五氧化二磷   
（3）小明，可能是白磷燃燒生成的五氧化二磷溶于水（或與水反應(yīng)），導(dǎo)致溶液顯酸性．

點(diǎn)評：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．