Question

【題目】小宇同學(xué)對(duì)上題實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，方案如下：

將過(guò)量的白磷放入容積為40mL的試管中，用橡膠塞塞緊試管，通過(guò)導(dǎo)管與實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的注射器連接，如圖所示（白磷所占體積忽略不計(jì)）。

（1）實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)彈簧夾，將注射器活塞的前沿從30mL刻度處推至20mL刻度處，松手后若活塞仍能返回至______mL刻度處，則說(shuō)明_________。

（2）夾緊彈簧夾，加熱白磷使其充分反應(yīng)，試管冷卻后再松開(kāi)彈簧夾，活塞向左移動(dòng)，最終停留在________mL處。

（3）若不使用彈簧夾，加熱白磷充分反應(yīng)后冷卻，可觀察到活塞先向_____（選填“左”或“右”）移動(dòng)，原因是______；最終活塞穩(wěn)定在________mL處。

（4）若按小宇的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能遇到諸多問(wèn)題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失敗。例如：______。

（5）小瑞同學(xué)也對(duì)上題實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，將紅磷替換成了蠟燭進(jìn)行測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)。他認(rèn)為蠟燭更環(huán)保，而且取用方便。請(qǐng)?jiān)u價(jià)小瑞改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的可行性和準(zhǔn)確性。

可行性評(píng)估：____________；準(zhǔn)確性評(píng)估：____________。

Answer 1

【答案】30mL 裝置于氣密性良好 22mL 右 白磷燃燒產(chǎn)生熱量使試管內(nèi)空氣膨脹 16mL 白磷燃燒，氣體積迅速膨脹，氣壓增大，可能使試管的橡皮塞被噴出或注射器活塞被噴出，也可能導(dǎo)致試管破裂。 蠟燭燃燒雖然能與氧氣反應(yīng)，消耗氧氣，但同時(shí)又產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，使瓶?jī)?nèi)氣壓變化不大，所以用蠟燭替換紅磷做實(shí)驗(yàn)不可行。 因?yàn)槎�氧化碳能溶于水，但溶解的量比較少，當(dāng)松開(kāi)彈簧夾時(shí)，可能有少量水被倒吸進(jìn)入瓶中，水的體積與空氣中氧氣的體積相差比較大，所以用這種方法測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

【解析】

本題是對(duì)上一題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，利用注射器的讀數(shù)來(lái)判斷空氣中氧氣的含量。

（1）實(shí)驗(yàn)前，打開(kāi)彈簧夾，將注射器活塞的前沿從30mL刻度處推至20mL刻度處，松手后若活塞仍能返回至30mL刻度處，則說(shuō)明裝置于氣密性良好。

（2）白磷燃燒消耗了氧氣，被消耗氧氣的體積按約占空氣體積的1/5進(jìn)行計(jì)算： ，活塞向左移動(dòng)8mL，最終停留在20mL -8mL=12 mL處。

（3）若不使用彈簧夾，加熱白磷燃燒，產(chǎn)生熱量使試管內(nèi)空氣膨脹，壓強(qiáng)增大，可觀察到活塞先向右移動(dòng)，當(dāng)試管冷卻，氧氣被消耗，壓強(qiáng)減小，活塞又向左移動(dòng)。此時(shí)消耗氧氣的是試管內(nèi)的氧氣和注射器內(nèi)的氧氣，體積為：，最終活塞穩(wěn)定在30mL-14 mL=16 mL處。

（4）白磷燃燒，氣體積迅速膨脹，氣壓增大，可能使試管的橡皮塞被噴出或注射器活塞被噴出，也可能導(dǎo)致試管破裂。（5）蠟燭燃燒雖然能與氧氣反應(yīng)，消耗氧氣，但同時(shí)又產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，使瓶?jī)?nèi)氣壓變化不大，所以用蠟燭替換紅磷做實(shí)驗(yàn)不可行；因?yàn)槎�氧化碳能溶于水，但溶解的量比較少，當(dāng)松開(kāi)彈簧夾時(shí)，可能有少量水被倒吸進(jìn)入瓶中，水的體積與空氣中氧氣的體積相差比較大，所以用這種方法測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。