Question

【題目】某科學(xué)興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數(shù)顯設(shè)備、氣體壓強傳感器 和空氣中氧氣含量測量裝置按下圖連接。裝置氣密性良好，調(diào)節(jié)右邊敞口容器和集氣瓶里的水面相平，此時集氣瓶內(nèi)氣體的體積為V1。關(guān)閉活塞，點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升。待集氣瓶內(nèi)的水面不再上升時，集氣瓶內(nèi)的氣體體積為V2。然后向右邊容器內(nèi)加入一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內(nèi)的氣體體積為V3。在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數(shù)顯設(shè)備顯示集氣瓶內(nèi)的氣體壓強 先上升后下降，再趨于穩(wěn)定

（1）寫出紅磷燃燒的符號表達式：_______________________，紅磷燃燒的現(xiàn)象是：_____________________

（2）數(shù)顯設(shè)備顯示，開始一段時間集氣瓶內(nèi)氣體壓強上升，這是因為溫度升高導(dǎo)致的氣壓變化量______(選填“大于”、“ 等于”或“小于”)氧氣量減少導(dǎo)致的氣壓變化量。

（3）基于數(shù)顯設(shè)備顯示的氣壓變化，“ 過一段時間打開活塞” 中的“ 一段時間” 指的是火焰熄滅后到_____________________所經(jīng)歷的時間。

（4）在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為______________________（選填“V1-V2”，“V1-V3”，“V2-V3”）

（5）思考：本實驗導(dǎo)致結(jié)果小于 1/5 的原因是_____________________

（6）用紅磷測定空氣中氧氣含量的實驗結(jié)束后，反應(yīng)容器內(nèi)剩下的氣體主要是_____________________

Answer 1

【答案】P+O2P2O5 放出大量的熱，產(chǎn)生大量白煙 大于 火焰熄滅后集氣 瓶內(nèi)溫度恢復(fù)到室溫 V1-V3 紅磷量不足導(dǎo)致無法使空氣中氧氣充分反應(yīng)，所以導(dǎo)致實驗結(jié)果小于五分之一 氮氣

【解析】

（1）紅磷燃燒會和空氣中的氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷，并且在燃燒時會產(chǎn)生大量的白煙并放出熱量。故答案為：P+O2P2O5、放出大量的熱，產(chǎn)生白煙；

（2）紅磷在空氣中燃燒放熱，溫度升高使集氣瓶內(nèi)氣壓增大，而紅磷燃燒消耗氧氣使瓶內(nèi)氣壓降低。數(shù)顯設(shè)備顯示開始一段時間內(nèi)集氣瓶內(nèi)氣體壓強上升，這是因為溫度升高導(dǎo)致的氣壓變化量大于氧氣減少量導(dǎo)致的氣壓變化。故答案為：大于；

（3）反應(yīng)結(jié)束后，等集氣瓶內(nèi)氣壓穩(wěn)定后讀數(shù)才對實驗結(jié)果沒有影響。“過一段時間打開活塞”指的是火焰熄滅后到集氣瓶內(nèi)的溫度恢復(fù)到室溫所經(jīng)歷的時間。故答案為：火焰熄滅后集氣瓶內(nèi)溫度恢復(fù)到室溫；

（4）反應(yīng)后剩余氣體的體積應(yīng)是兩容器內(nèi)壓強相等，且與實驗初始狀態(tài)相同時的體積。加水到集氣瓶內(nèi)的氣體體積為V3時，兩邊水面再次相平，氣體的體積是反應(yīng)后剩余氣體的體積。在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為V1-V3。故答案為：V1-V3；

（5）實驗利用紅磷消耗空氣中的氧氣，而由于氧氣被消耗，集氣瓶內(nèi)壓強減小，所以才會回流水，并且回流的水的體積應(yīng)該等于被消耗的氣體的體積。若回流的水小于五分之一，則有可能紅磷沒有將集氣瓶內(nèi)的氧氣全部消耗盡。故答案為：紅磷量不足導(dǎo)致無法使空氣中氧氣充分反應(yīng)，所以導(dǎo)致實驗結(jié)果小于五分之一；

（6）空氣中主要成分是氧氣和氮氣。而氧氣已經(jīng)被紅磷燃燒消耗掉，則剩余的氣體主要為氮氣。故答案為：氮氣。