初三化学实验（空气中氧气的体积）

Question

初三化学在空气课题中有一个实验就是红磷燃烧把氧气消耗完，具体实验步骤这里不详细说了。我的问题就是：为什么集气瓶里空气中的氧气被消耗完了，瓶内压强会降低？（压强与质量有什么关系？）压强降低了为什么就可以把水吸到集气瓶中？（导管另一端的压力是水压吗？与大气压相等吗？）水面上升了1/5空气的体积后不再上升能说明氮气不溶于水吗，不是因为压强平衡了就不上升的吗？
三个问题大家请回答完整，另外能具体说说水被吸到集气瓶中的整个过程吗？究竟怎么能说明氮气不溶于水？是不是如果氮气溶于水，水面会继续上升？为什么？

Answer 1

1.等你上高中你就知道气体压强（P），温度（T）和体积（V）是什么关系了，实际上，对于固定成分的气体来说，它的PV/T的值是一个定值，也就是说，在温度不变的情况下，体积增大，压强减小；体积减小，压强增大。
说到这里可能你还是不太理解，你现在可以把瓶子里的氮气看做研究对象，本来71%氮气占据着71%个瓶子的空间，反应后，氧气消失了，氮气必须占据100%的瓶子空间（至于为什么氮气自己会扩散到本来氧气的空间，是热力学第二定律决定的，你上大学就知道了）；这样，氮气的体积比反应前增大了，所以瓶子里压强减少了。
2.这个是一个连通器原理。最简单的连通器就是一个水管，弄成U型，里面装上水，你会发现，只要两边的液面都与大气相通，那么不管你怎么上下移动两边的管子，液面肯定是一样高的。但是如果其中一边的液面所接触的那个大气的气压不一样了，另一端的高一点的大气就会“欺负”它，就向那边的低压大气挤压过去，这样就把水吸过去了（另一端的压力就是你所觉察不到的大气压力）。
3.上升了1/5不再上升，是因为两边的压力平衡了，那边的氮气已经被压缩到了反应前它所占的瓶子体积（71%），那么只要氮气一直还在那里，那边的空气就没办法再压它了。但是假设氮气不断地溶于水的话，自己在减少，那也不能怪别人了，另一端的空气会一直压过去。
弄清楚连通器的原理是你解决这个困惑的关键。可以自己去翻翻，查查”连通器“的知识。等你会对连通器两端进行受力分析，你就明白你所有的问题了！
（其实反应后页面不再上升的时候，瓶内氮气的压强并不等于大气压强而是比大气压稍小！还要加上1/5瓶水的压力才和外界大气压相等！再琢磨下？）

Answer 2

因为空气中的氧气和红磷反应后形成了固体化合物，PV=NRT，这个公式可以告诉你，当瓶内的气体物质的量减少后，压强会降低。导管两端有了压强差后，水就会向压强低的方向流动，另一端的是瓶内压强，比大气压低。能够说明胆气不溶于水，当水面上升了1/5空气的体积后压强才和大气压相等，这个时候压强才平衡，先后顺序别搞错。至于过程么。。。你用吸管喝到瓶子里的水的过程就是水被吸到集气瓶中的整个过程

Answer 3

1,压强降低是因为空气的总量减少,就想瓶里的谁被你喝了一口,它的体积就会减小一样.恒量=PV/m其中一个改变不应定会改变另外一个.
2.因为大气压的关系,瓶中的压强降低,水被压入瓶中.导管另一端是大气压.
3.只有氮气不容于水才可以以气体的形式存在,否则氮气就溶入水中了水不就占满整个瓶子.是因为压强平衡才不上升,如果不平衡水还要继续上升,知道平衡.比如天平,必须保证称量物品与砝码质量相等才能保持平衡.

Answer 4

给你举个形象点的例子，一堆积木，如果拿掉几个，积木的体积就会减少，同样的，空气中的氧气被消耗掉了，又没有产生等体积的气体，所以空气的体积减少了，
这堆积木如果是紧密的堆在一起的，想要再减少他们的体积很困难，单如果是一堆分得很散的积木，却可以很容易将他们再次挤压，
同样的，在容器体积不变而空气中的物质减少就等于是积木从紧密到稀松的过程，压强就减少了
但空气中的压强不变，就像两只手在推水一样，空气的力气比较大，就把水推了进去，直到容器中剩余体积等于剩下空气的体积，就像积木被紧密堆在一起一样，此时两边的压强一致，两只手的力气一样大了，水就推不进去了
而水刚好进去1/5，说明少的只有氧气，如果氮气溶于水，则，空气的体积会继续减少，进入的水就不会只有1/5了

Answer 5

红磷燃烧产生五氧化二磷固体，气体体积减少，压强减小
压强与质量无一定关系，关键在于你烧什么
瓶内压强小于大气压，大气压把水压入
氮气不溶于水，当吸至1/5空气体积后
压强和大气压相等，不再吸水