Question

2．某科學興趣小組的同學在學習了空氣中氧氣含量的測定的基礎上，改進了教材中的實驗，設計出了如圖所示的實驗裝置．實驗步驟如下：
①連接儀器，檢查裝置氣密性，發現裝置氣密性良好．
②在集氣瓶里裝進適量a體積的水，燃燒匙里放一小塊白磷，在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，按圖示把集氣瓶中的空氣密封起來，把集氣瓶內的長導管伸到瓶底，長導管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．
③把預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生大量白煙，同時放熱．
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤待集氣瓶完全冷卻到室溫，量出集氣瓶中水的體積為b，整個集氣瓶的體積為c．
⑥根據a、b、c三個數據，計算出空氣中氧氣的體積分數．
根據以上信息，回答下列問題：
（1）在白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是先下降后上升．
（2）若實驗成功，請寫出a、b、c三個數據應滿足的一個等式關系c+4a=5b．
（3）小組成員小宇無意間發現步驟⑤集氣瓶內的水中滴加幾滴石蕊試液，會變紅．這一現象使組內成員積極地開展討論，小玉認為是由于二氧化碳溶于水，使溶液顯酸性，但小張馬上反對：空氣中二氧化碳的含量很少，而實驗中又沒有產生二氧化碳，短時間內不可能使溶液顯酸性．請根據正確的觀點，對變紅現象提出大膽的猜想：可能是白磷燃燒生成的五氧化二磷溶于水，導致溶液顯酸性（或五氧化二磷與水反應生成酸）．
（4）上述實驗中，若集氣瓶內的導管沒有被液面封住，則導致測量的結果將偏大（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）根據白磷燃燒時瓶內氣體體積的變化情況進行解釋；
（2）根據氧氣約占空氣體積的五分之一，結合圖中的體積關系分析解答即可；
（3）從使石蕊試液變紅色的溶液顯酸性的知識進行猜想；
（4）若沒有液封住玻璃管會導致氣體受熱膨脹，逸出一部分空氣．

解答 解：（1）白磷燃燒時會放出大量的熱，集氣瓶內空氣受熱體積膨脹，氣壓增大，使集氣瓶內的水沿玻璃管流入燒杯內；燃燒停止后，溫度下降，瓶內氣壓減小，燒杯中的水就會沿著玻璃管再流入集氣瓶內；故填：先下降后上升．
（2）由于氧氣約占空氣體積的五分之一，若實驗成功，a、b、c三個數據應滿足的一個等式關系是：（b-a）=（c-a）×$\frac{1}{5}$；即c+4a=5b；故填：c+4a=5b．
（3）可能是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．故填：可能是白磷燃燒生成的五氧化二磷溶于水，導致溶液顯酸性（或五氧化二磷與水反應生成酸）．
（4）若玻璃管的下端沒有被水液封，白磷燃燒放出熱量會導致集氣瓶內的空氣受熱膨脹，一部分氣體逸出，而造成測量值偏大，故填：偏大．

點評 空氣中氧氣含量的測定也是中考考查的一個熱點，重點考查實驗過程中看到的現象以及導致實驗結果偏大或偏小的原因．