Question

【題目】某科學興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數顯設備、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，調節右邊敞口容器和集氣瓶里的水面相平，此時集氣瓶內氣體的體積為V1。關閉活塞，點燃燃燒匙內的紅磷，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。待集氣瓶內的水面不再上升時，集氣瓶內的氣體體積為V2。然后向右邊容器內加入一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內的氣體體積為V3。在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數顯設備顯示集氣瓶內的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩定。

請回答：

(1)數顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量___________(選填“大于”、“ 等于”或“小于”)氧氣量減少導致的氣壓變化量。

(2)基于數顯設備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到_______________所經歷的時間。

(3)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”或“V2-V3”)。

Answer 1

【答案】 大于 集氣瓶內的溫度恢復到室溫（或數顯設備的示數已不變或集氣瓶內的氣壓保持穩定） V1-V3

【解析】本題考查了測定空氣中氧氣含量。根據反應原理和氣體壓強變化規律進行分析解答。

(1)磷在空氣中燃燒放出熱量，溫度升高能使集氣瓶內的氣壓增大，磷在空氣中燃燒消耗氧氣使集氣瓶內的氣壓降低。數顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量大于氧氣量減少導致的氣壓變化量。

(2)反應結束后，等集氣瓶內氣壓穩定后讀數，對實驗結果才沒有影響。“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到集氣瓶內的溫度恢復到室溫（或數顯設備的示數已不變或集氣瓶內的氣壓保持穩定）所經歷的時間。

(3)反應后剩余氣體的體積應是兩容器內壓強相等時體積。加水到集氣瓶內的氣體體積為V3時，氣體的體積是反應后剩余氣體的體積。在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為V1-V3。