Question

【題目】為測定空氣中氧氣的含量，小華同學打算設計如下方案：選用實際容積為40mL的試管作為反應容器，將過量的白磷放入試管，用橡膠塞塞緊試管，通過導管與實際容積為60mL且潤滑性很好的針筒注射器組成如圖的實驗裝置。假設此實驗能夠按照小華的設想正常進行，白磷所占體積與導管內的氣體體積忽略不計，且兩個容器間的導管足夠粗，保持空氣正常流動。請回答下列問題：

(1)實驗前，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，若活塞仍能返回至20mL刻度處，則說明裝置______________ (選填“漏氣”或“不漏氣”)；

(2)若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結束，等到試管冷卻后再松開彈簧夾。可觀察到的現象為：白磷燃燒，產生______________，最終活塞前沿停留在_________mL刻度處；

(3)若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應直至燃燒結束，試管冷卻。可觀察到活塞的移動情況為______________________________________，最終活塞前沿停留在_________mL刻度處；

(4)若按小華的設想進行實驗，實際可能遇到諸多問題而發生危險，造成實驗失敗。例如：______。

Answer 1

【答案】 不漏氣 大量白煙 12 活塞先向右移動，后向左移動 8 橡膠塞彈出；試管爆裂；注射器活塞彈出等(答出一點即可)

【解析】（1）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，則說明整個裝置都不漏氣；

（2）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這時白磷燃燒產生大量的白煙，消耗掉的只是試管內的氧氣為40mL×=8mL，所以活塞應停在20mL-8mL=12mL的刻度處；

（3）若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷燃燒，放出熱量，使裝置中的氣體膨脹，活塞先向右移動，隨著反應的停止，熱量的擴散，活塞后向左移動，白磷實際消耗掉的是試管40mL和注射器內20mL的氧氣為（40mL+20mL）×=12mL，所以活塞應停在20mL-12mL=8mL的刻度處；

（4）因為白磷在密閉容器內燃燒產生熱量使氣體膨脹，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，造成實驗失敗。