Question

某校化学研究性学习小组在学习了“空气中氧气含量测定”的基础上，改进了教材中的实验，设计出了如图所示的实验装置．

实验步骤如下：

①如图所示，连接仪器，检查装置的气密性，发现装置的气密性良好。

②在集气瓶里装进适量a体积的水，燃烧匙里放一块白磷（白磷燃烧所需要的最低温度是40℃），并在酒精灯上把玻璃棒下端加热，按图示装置把集气瓶中的空气密封起来，把长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中．（注：集气瓶内的长导管已伸到了瓶底）

③用力把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触，观察到白磷立即着火燃烧，产生大量白烟，同时放出大量的热．（注：白磷与红磷燃烧的产物相同）

④待白磷燃烧熄灭后，稍加振荡，白烟消失．

⑤待集气瓶完全冷却至室温，量出集气瓶中水的体积是b，整个集气瓶的体积是c．

⑥根据a、b、c三个数据，计算出空气中氧气的体积分数．

根据以上信息，回答下列问题．

（1）集气瓶中白磷燃烧的化学式表达式

（2）在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中，集气瓶内水面的变化情况是

（3）若实验非常成功，当c为500mL，a=100mL，则b=

（4）组内成员小张对“实验前集气瓶里要装进适量a体积的水”非常不理解．咨询了组长小明之后，他终于明白“a体积的水”的作用，其一是为了加快⑤步骤中集气瓶的冷却速度；其二则主要是

（5）在上述实验中，下列操作的实施和实验现象的出现，会导致实验最后产生的实际值大于理论值的是

A、装置气密性不好        

B、实验前集气瓶里没有装a体积的水

C、集气瓶没有冷却到室温

D、用红磷代替白磷（红磷燃烧所需要的最低温度在240℃左右）

Answer

（2）先下降后上升(只答上升不给分)

（3）180ml或184ml

（4）将导管下端液封，防止热气体膨胀逸出

（5）B

【解析】

试题分析：（2）白磷燃烧放出大量的热，集气瓶中的气体体积膨胀会导致集气瓶中的压强增大，使集气瓶内的水流入烧杯中；燃烧停止后，温度下降，瓶内的压强减小，烧杯中的水就会沿着玻璃管再流入集气瓶中；

（3）白磷燃烧时会消耗空气中的氧气，集气瓶中空气的体积为500ml-100ml=400ml，由于氧气约占空气体积的五分之一，故氧气的体积为80ml；则水进入集气瓶中的体积为80ml，所以集气瓶内水的总体积为100ml+80ml=180ml；

（4）集气瓶内先装少量水的目的是使白磷燃烧时集气瓶内的压强不会过度增大，不至于使集气瓶中的气体受热膨胀而逸出；

（5）装置气密性不好、集气瓶没有冷却到室温均会导致所测得的氧气的体积偏小；用红磷代替白磷，由于生成物相同故不会影响实验结果；实验前集气瓶里没有装a体积的水会使集气瓶中的气体受热膨胀而逸出导致实验结果偏大。

考点：测得空气成分实验