为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为 40mL 的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为 60mL 且滑润性很好的针筒注射器组成如图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：
（ 1 ）白磷燃烧的化学方程式为 _____ 。
（ 2 ）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从 20mL 刻度处推至 15mL 刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回 20mL 刻度处，则说明： _____ 。
（ 3 ）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。可观察到注射器活塞停留在 _____ mL 刻度处。
（ 4 ）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。整个实验过程中可观察到的现象为： _____ 、 _____ 。
（ 5 ）若按小华的设想进行实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败，例如： _____ 。
答案
4P+5O 2 2P 2 O 5 装置的气密性好 12 白磷燃烧，产生白烟 活塞先向右移动，最终稳定在约 8mL 的刻度线上 橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等
【分析】
本题是测定氧气在空气中的体积分数的实验探究，要把空气中的氧气消耗掉，在本实验中用的是过量的白磷，燃烧后的生成物是固体，不需要占很大的空间。本实验中用的是 40mL 的试管与实际容积为 60mL 且润滑性很好的针筒注射器，并且活塞在 20mL 处，有助于反应结束后计算体积。要使本实验成功，必须注意以下几点： ①装置的气密性好；②白磷足量；③必须冷却到室温再读数。还要注意防止试管受热不均或气体体积受热膨胀过大，从而造成试管炸裂。
【详解】
（ 1 ）白磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为： ，故填：
。
（ 2 ）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从 20mL 刻度处推至 15mL 刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至 20mL 刻度处，则说明整个装置都不漏气；故填：装置的气密性好。
（ 3 ）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为 40mL × 1/5=8mL ，所以活塞应停在 20mL-8mL=12mL 的刻度处；故填： 12。
（ 4 ）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷燃烧，产生白烟，而白磷实际消耗掉的是试管 40mL 和注射器内 20mL 的氧气为（ 40mL+20mL ） × 1/5=12mL ，所以活塞应停在 20mL-12mL=8mL 的刻度处；故填：白磷燃烧，产生白烟；活塞先向右移动，最终稳定在约 8mL的刻度线上。
（ 5 ）因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀，可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等，造成实验失败。故填：橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等。
