Question

王老師指導化學興趣小組的同學，設計了“測量空氣中氧氣體積分數”實驗的新裝置（見圖），并進行了以下探究活動，請你一同參與．
【小資料】
（1）白磷著火點約為40℃，易燃燒，且耗氧徹底；
（2）硫酸銅溶液能與白磷反應，從而化解白磷的毒性．
【實驗探究】
（1）在確保裝置不漏氣時，按圖裝入藥品、連好儀器．
（2）將錐形瓶底部放人熱水中，白磷很快被引燃．請寫出白磷燃燒的化學方程式

4P+5O₂=2P₂O₅

．
（3）燃燒結束，等到錐形瓶冷卻到室溫后，把注射器針頭穿透橡皮塞，此時注射器里的硫酸銅溶液會

自動噴入錐形瓶內

；如實驗比較成功，測得氧氣的體積分數約是

1

5

，最終注射器里的液面約停留在

4

mL刻度處．
【反思與評價】
（1）實驗結束、振蕩錐形瓶，硫酸銅溶液能與剩余的白磷發生反應，化學方程式為：11P_x+60CuS0₄+96H₂0=20Cu₃P↓+24H₃P0₄+60H₂S0₄，則白磷化學式中的x=

4

．
（2）足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，這說明瓶內剩余氣體

不支持

（填“支持”或“不支持”）燃燒．
（3）此改進裝置與課本上“測量空氣中氧氣體積分數”實驗裝置相比，有不少的優點，請你寫出一條：

不污染環境、誤差小等

．

Answer 1

分析：【實驗探究】（2）依據磷的燃燒分析書寫即可（3）根據磷的燃燒會消耗錐形瓶內的氧氣導致瓶內氣壓減小分析判斷，根據氧氣在空氣中的含量分析氧氣的體積分數；
【反思與評價】依據質量守恒定律中反應前后原子的個數不變分析判斷x的數值，從白磷不能繼續燃燒判斷剩余氣體的性質，該裝置可從環保及效果上分析與常規裝置的區別．

解答：解：【實驗探究】（2）錐形瓶底部放人熱水中，白磷由于著火點較低，能夠自燃，生成五氧化二磷，此處方程式的條件不能是點燃；
（3）燃燒結束，等到錐形瓶冷卻到室溫，因為錐形瓶內壓強減少，硫酸銅溶液會自動噴入錐形瓶內，如實驗比較成功，因為空氣中氧氣與站空氣體積的

1

5

，所以進入的硫酸銅溶液應該是230ml×

1

5

=46mL，則最終注射器里的液面約停留在4mL刻度處；
【反思與評價】（1）依據質量守恒定律中反應前后原子的個數不變可知：當X=4時反應前后各原子的個數均相等，符合質量守恒定律．
（2）足量的白磷在錐形瓶中未能全部燃燒，這說明瓶內剩余氣體不燃燒也不支持燃燒；
（3）優點是：不污染環境、誤差小等；
故答案為：
【實驗探究】（2）4P+5O₂=2P₂O₅（3）自動噴入錐形瓶內；

1

5

；4
【反思與評價】（1）4（2）不支持（3）不污染環境、誤差小等．

點評：本考點考查了空氣中氧氣含量的探究，選擇藥品時要注意：空氣中的氧氣要充分消耗掉，而又不能加入新的氣體．因此應該考慮用紅磷、白磷、銅絲等，它與氧氣反應生成物是固體，幾乎不占空間．本考點常常在填空題和實驗題中出現．