Question

如圖是“空氣中氧氣體積分數測定”實驗的改進裝置．主要操作是：在實際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進50mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．
（1）該實驗中白磷需稍過量，目的是

使集氣瓶內的氧氣消耗完全

．
（2）白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是

先下降，后上升

；
若實驗成功，最終集氣瓶中水的體積約為

70

mL．
（3）該實驗可推論出氮氣

難

（填“易”或“難”）溶于水和其化學性質

不活潑

（填“活潑”或“不活潑”）的結論．
（4）若將白磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功，若不能，請說明理由．

不成功，因為生成物是氣體

．
（5）集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中起到哪些作用？

ABC

（填寫序號）
A．加快集氣瓶冷卻            B．液封導氣管末端以防氣體逸出
C．緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高．

Answer 1

分析：（1）白磷過量能夠將集氣瓶中的氧氣盡可能的消耗掉，使實驗結果更準確，可以據此解答該題；
（2）白磷燃燒放出熱量，所以開始燃燒到結束實驗，集氣瓶中的氣體受熱膨脹而是集氣瓶中液體進入燒杯中，然后集氣瓶冷卻后，氧氣被消耗而使集氣瓶中壓強減小，從而使燒杯中的水進入集氣瓶中，可以據此解答該題；
（3）根據進入的水的體積可以知道氮氣難溶于水，且其化學性質不活潑，可以據此解答該題；
（4）炭粉和氧氣反應生成了二氧化碳，不能產生集氣瓶內外的壓強差，所以實驗不能成功，可以據此解答該題；
（5）集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中可以加快集氣瓶冷卻、液封導氣管末端以防氣體逸出并且能夠緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高，可以據此解答該題．

解答：解：（1）白磷過量能夠將集氣瓶中的氧氣盡可能的消耗掉，使實驗結果更準確；
（2）白磷燃燒放出熱量，所以開始燃燒到結束實驗，集氣瓶中的氣體受熱膨脹而是集氣瓶中液體進入燒杯中，然后集氣瓶冷卻后，氧氣被消耗而使集氣瓶中壓強減小，從而使燒杯中的水進入集氣瓶中，集氣瓶的容積為150mL，在加入50mL水后剩余的容積為100mL，而氧氣約占空氣體積的五分之一，所以反應完全并冷卻后進入集氣瓶的水的體積為20mL，故最終集氣瓶中水的體積為：50mL+20mL=70mL；
（3）根據進入的水的體積可以知道氮氣難溶于水，且其化學性質不活潑；
（4）炭粉和氧氣反應生成了二氧化碳，不能產生集氣瓶內外的壓強差，所以實驗不能成功；
（5）在集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中可以加快集氣瓶冷卻、液封導氣管末端以防氣體逸出并且能夠緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高．故選ABC．
故答案為：（1）使集氣瓶內的氧氣消耗完全；
（2）先下降，后上升；70；
（3）難；不活潑；
（4）不成功；因為生成物是氣體；
（5）ABC．

點評：驗證空氣中氧氣含量實驗中的可燃物選擇方法：只能與空氣中氧氣反應，生成物是固體．