Question

3．某科學興趣小組的同學在學習了空氣中氧氣含量的測定的基礎上，改進了教材中的實驗，設計出了如圖所示的實驗裝置．實驗步驟如下：
①連接儀器，檢查裝置氣密性，發(fā)現(xiàn)裝置氣密性良好．
②在集氣瓶里裝進適量a體積的水，燃燒匙里放一小塊白磷，在酒精燈上把玻璃棒下端加熱，按圖示把集氣瓶中的空氣密封起來，把集氣瓶內的長導管伸到瓶底，長導管的另一端放入盛有足量水的燒杯中．
③把預先加熱過的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒產生大量白煙，同時放熱．
④待白磷燃燒熄滅后，稍加振蕩，白煙消失．
⑤待集氣瓶完全冷卻到室溫，量出集氣瓶中水的體積為b，整個集氣瓶的體積為c．
⑥根據(jù)a、b、c三個數(shù)據(jù)，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)．
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）在白磷開始燃燒到最后熄滅的過程中，集氣瓶內水面的變化情況是先下降后升高．
（2）若實驗成功，請寫出a、b、c三個數(shù)據(jù)應滿足的一個等式關系（b-a）=（c-a）×$\frac{1}{5}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)白磷燃燒時產生大量白煙，放出大量的熱解答；
（2）根據(jù)氧氣約占空氣體積的五分之一，結合圖中的體積關系分析解答即可．

解答 解：
（1）在白磷開始燃燒時，反應放出大量的熱，集氣瓶中的空氣膨脹，壓強增大，集氣瓶中的水一部分被排出，液面下降；
最后熄滅冷卻至室溫時，集氣瓶中的壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水進入集氣瓶，液面上升，因此集氣瓶內水面的變化情況是先下降，后上升．
（2）由于氧氣約占空氣體積的五分之一，若實驗成功，a、b、c三個數(shù)據(jù)應滿足的一個等式關系是：（b-a）=（c-a）×$\frac{1}{5}$．
答案：
（1）先下降后升高；（2）（b-a）=（c-a）×$\frac{1}{5}$．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．