Question

4．測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在集氣瓶?jī)?nèi)加入少量的水，并五等分水面以上的容積，做上記號(hào)．用彈簧夾夾緊乳膠管，點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)稍過(guò)量的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊，看到的現(xiàn)象是①紅磷燃燒，冒出大量的白煙；
②待紅磷熄滅并冷卻后，打開(kāi)彈簧夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶?jī)?nèi)水面最終上升約至1刻度處，由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
③紅磷熄滅后，集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是氮?dú)�，該氣體不支持（填“支持”或“不支持”）燃燒；
④實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過(guò)量，目的是將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣全部消耗掉；
⑤小梅同學(xué)探究了空氣中氧氣的含量的試驗(yàn)之后，又設(shè)計(jì)了如甲裝置所示的實(shí)驗(yàn)，紅磷和木炭均為足量，分別把A、B兩瓶中的紅磷和木炭點(diǎn)燃，將燃燒完畢冷卻至室溫后，打開(kāi)C、D兩處的夾子，想一想．

（1）她將看到甲裝置的燒杯中的水進(jìn)入A瓶，原因是紅磷燃燒的產(chǎn)物是固體，內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，冷卻到室溫后，松開(kāi)止水夾，燒杯里的水倒吸到集氣瓶?jī)?nèi)，集氣瓶中的水約占集氣瓶容積五分之一；木炭燃燒的產(chǎn)物是氣體，內(nèi)外沒(méi)產(chǎn)生壓強(qiáng)差，因此冷卻到室溫后，松開(kāi)止水夾，燒杯里的水不會(huì)倒吸到集氣瓶?jī)?nèi)．
（2）如果將甲裝置改裝成乙裝置，反應(yīng)完畢后冷卻至室溫后，打開(kāi)彈簧夾，觀察到的現(xiàn)象是因?yàn)榉磻?yīng)后整個(gè)裝置中的氣體都變少了，所以裝置中的氣體壓強(qiáng)都變小，因此水進(jìn)入兩個(gè)集氣瓶中．

Answer 1

分析 根據(jù)空氣成分中主要包括氮?dú)夂脱鯕�，氮�(dú)饧s占空氣體積的五分之四，氧氣約占空氣體積的五分之一，紅磷燃燒消耗掉氧氣，水會(huì)進(jìn)入集氣瓶中，約占總體積的五分之一；剩余的氣體主要包括氮?dú)夂拖∮袣怏w等不支持燃燒的氣體以及該實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)進(jìn)行解答．

解答 解：（1）點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)稍過(guò)量的紅磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞緊，看到的現(xiàn)象是紅磷燃燒，現(xiàn)象：紅磷燃燒，冒出大量的白煙；
（2）待紅磷熄滅并冷卻后，打開(kāi)彈簧夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶?jī)?nèi)水面最終上升約至1刻度處．由此可知氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
（3）紅磷熄滅后，集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是氮?dú)�，氮�(dú)獠恢С秩紵��?br />（4）該實(shí)驗(yàn)中紅磷需稍過(guò)量，目的是：將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣全部消耗掉；
（5）（1）甲裝置中紅磷和木炭都足量，待紅磷和木炭燃燒完畢冷卻至室溫后，打開(kāi)C、D兩處的夾子看到的現(xiàn)象是A瓶燒杯里的水倒吸到集氣瓶?jī)?nèi)，集氣瓶中的水約占集氣瓶容積五分之一；B瓶燒杯里的水沒(méi)有倒吸到集氣瓶?jī)?nèi)；
產(chǎn)生現(xiàn)象的原因是紅磷燃燒的產(chǎn)物是固體，內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，冷卻到室溫后，松開(kāi)止水夾，燒杯里的水倒吸到集氣瓶?jī)?nèi)，集氣瓶中的水約占集氣瓶容積五分之一（氧氣在空氣中的含量）；木炭燃燒的產(chǎn)物是氣體，內(nèi)外沒(méi)產(chǎn)生壓強(qiáng)差，因此冷卻到室溫后，松開(kāi)止水夾，燒杯里的水不會(huì)倒吸到集氣瓶?jī)?nèi)．
（2）如果將甲裝置改裝成乙裝置，待反應(yīng)完畢冷卻至室溫后打開(kāi)燒杯上端的夾子，看到的現(xiàn)象是水進(jìn)入兩個(gè)集氣瓶中；產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是打開(kāi)燒杯上端的夾子，由于整個(gè)裝置中是聯(lián)通的，所以裝置中的氣體壓強(qiáng)都變小，因此水進(jìn)入兩個(gè)集氣瓶中．
故答案為：（1）紅磷燃燒，冒出大量的白煙；（2）$\frac{1}{5}$；（3）氮?dú)�；不支持�?br />（4）將集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣全部消耗掉；
（5）（1）A；紅磷燃燒的產(chǎn)物是固體，內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，冷卻到室溫后，松開(kāi)止水夾，燒杯里的水倒吸到集氣瓶?jī)?nèi)，集氣瓶中的水約占集氣瓶容積五分之一；木炭燃燒的產(chǎn)物是氣體，內(nèi)外沒(méi)產(chǎn)生壓強(qiáng)差，因此冷卻到室溫后，松開(kāi)止水夾，燒杯里的水不會(huì)倒吸到集氣瓶?jī)?nèi)；
（2）因?yàn)榉磻?yīng)后整個(gè)裝置中的氣體都變少了，所以裝置中的氣體壓強(qiáng)都變小，因此水進(jìn)入兩個(gè)集氣瓶中．

點(diǎn)評(píng) 空氣和水是我們身邊重要的物質(zhì)．空氣的成分、各成分的體積分?jǐn)?shù)以及空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)．