Question

【題目】為測定空氣中氧氣與氮氣的體積比，某同學設計了如圖所示的裝置進行實驗．具體操作是：先關閉彈簧夾；再將螺旋狀的銅絲在酒精燈上灼燒后，迅速插入大試管接觸試管底部的白磷（過量）；然后立即塞緊橡膠塞．他觀察到大試管中產生大量的白煙．請你幫他解答下列問題：

⑴白磷在空氣中燃燒，與空氣中氧氣反應的文字表達式_____。

⑵待試管冷卻后打開止水夾，此時可觀察到的現象為________，產生該現象的原因_________________

⑶裝置氣密性不好，則測出氧氣與氮氣的體積比________（填“偏大”“偏小”或“不變”），

⑷導致該結果的還有哪些原因_____________________

Answer 1

【答案】磷+氧氣五氧化二磷；燒杯中的水沿導管進入試管中，且約占試管總體積的五分之一，白磷燃燒消耗試管中的氧氣，使氣壓減小在大氣壓的作用下水被壓入試管中。偏小白磷的量不足或未冷卻到室溫就打開止水夾

【解析】

（1）白磷在空氣中燃燒，與空氣中氧氣反應生成五氧化二磷，反應的文字表達式為磷+氧氣五氧化二磷；

（2）白磷燃燒消耗氧氣，待試管冷卻后，由于占空氣體積1/5的氧氣被完全反應，管內氣體體積減小，使試管內壓強減小的緣故，打開彈簧夾，水倒流入試管內，填補原來氧氣所占體積，因此進入的水的體積約占試管容積的1/5；

（3）如果裝置氣密性不好，在進行冷卻過程中，外界空氣進入試管，而導致進入水的體積偏小，則測出氧氣與氮氣的體積比偏小；

（4）紅磷不足、氣密性不好、未待溫度冷卻就打開止水夾都會導致測量結果偏小。