探究空气中氧气含量的实验题归类解析
建构思维模型 创新实验手段——一道“测定空气中氧气含量”实验拓展题分析及引发的思考
试题解析建构思维模型创新实验手段------道“测定空气中氧气含量"实验拓展题分析及引发的思考福建省厦门市翔安第一中学(361101)洪兹田陈女婷实验探究题是每年中考化学试题中最受关注的题型。
纵观近年来全国各地的中考化学实验探究题,不难发现实验探究题越来越注重考查学生的实验与探究能力、“问题一证据一结论”间的推理意识和“科学探究与创新意识”等素养。
2019年福建省中考实验探究题(第17题)以教材中“测定空气中氧气的含量”实验为原型进行拓展，考査测定密闭容器中某种气体(02、CO2)的体积分数的实验探究。
该实验探究题注重思维模型建构和实验手段的创新，今后无论是在新课的实验教学,还是在实验的复习备考中，都应引起师生足够重视。
1试题分析1.1试题呈现某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。
实验1：按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
图2实验2装置图实验2：按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
(1)实验1中，红磷燃烧的主要现象是______。
红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K,水能倒吸入集气瓶的原因是_____________________________O(2)为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是______________________(写_点)O(3)实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。
依据图3、图4中的信息，其中________(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是______________________________o实-651&O52120406080100120140Z/s图3实验1中氧气的体积分数随时间变化的关系【实验25521140on3mio〃2O O图4实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系(4)结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物。
《空气中氧气含量的测定》实验探究
《空气中氧气含量的测定》实验专题复习知识梳理空气中氧气含量的测定如右图所示。
1、可察看到的现象是磷焚烧有大批白烟生成，翻开止水夹后水进入集气瓶内大概 1/5 体积处。
2、该实验设计的原理是利用红磷焚烧耗尽密闭容器中1/5 体积的氧气，使容器内压强减小，致使水被吸入集气瓶内大概1/5 体积。
反响方程式为：点燃。
4P + 5O2 ==== 2P 2O5实验后若结果偏小，可能的原由有红磷量过少、装置气密性不好、没有冷却到室温就翻开止水夹。
实验后若结果偏大，可能的原由有止水夹没有夹紧、焚烧匙伸入集气瓶过慢。
3、实验时选择的可燃物需具备以下条件：（ 1）能在空气中焚烧（如铁丝不可以）；（2）焚烧时只耗费氧气（如镁带不可以）；（ 3）生成物不可以为气体（如硫粉、木炭等不可以）。
4、该实验还可推出，瓶内节余4/5 体积的气体是氮气，其物理性质有无色无味、难溶于水；化学性质有不焚烧也不支持焚烧。
5、其余常有变形装置以以下图：装置形式固然不一样，但原理都是同样的，即用焚烧法测定空气中氧气的含量。
（注意：该实验应从1、实验现象的描绘；2、实验原理；3、实验的改良；4、药品的选择；5、实验推测的性质等五个方面去掌握）典例分析1、某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量。
先用弹簧夹夹住乳胶管。
点燃红磷伸入瓶中并塞上瓶塞。
待红磷熄灭并冷却后，翻开弹簧夹，察看广口瓶内水面变化状况。
实验完成甲同学的广口瓶内水面上涨显然小于瓶内空气体积的1/5, 乙同学的广口瓶内水面上涨显大于瓶内空气体积的1/5 。
以下对这两种现象解说合理的是（）①甲同学可能使用的红磷量不足，瓶内氧气没有耗费完；②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内；③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷焚烧时瓶内空气受热从导管逸出；④乙同学可能插入焚烧匙太慢，塞紧瓶塞以前，瓶内空气受热逸出A.只有①③B.只有②④C.只有①②③ D. ①②③④2、为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计以下方案：采纳实质容积为40 mL 的试管作反响容器，将过度的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，经过导管与实质容积为 60 mL 且润滑性很好的针筒注射器构成如右图的实验装置。
《空气中氧气含量的测定》实验探究分析
《空气中氧气含量的测定》实验探究分析空气对于所有学生来说都是一种非常熟悉的物质，学生对于空气的组成已有一定的认识，例如：可通过可燃物的燃烧感知空气中含有氧气，通过绿色植物的光合作用和动植物的呼吸作用感知空气中含有二氧化碳和氧气，通过雨雾冰雪的形成感知到空气中存在水蒸气，通过对空气污染的了解知道空气中存在有害气体等。
虽然在小学自然课中学生学习过空气主要有氮气和氧气组成的结论，但对于空气中各种成分的含量是怎样测定的却没有深刻的认识。
基于以上认识，将空气的成分一节“空气中氧气含量的测定”设计成探究实验.该实验教育功能主要体现在以下几方面从知识与技能来看(1）了解空气的主要成分；(2）初步认识纯净物、混合物的概念，能区分—些常见的纯净物和混合物；2、过程与方法（1）通过对“测定空气里氧气含量”实验的操作、观察、分析，了解空气的组成;3、情感、态度与价值观(1)在探究过程中，能主动与人交流、讨论，清晰地表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和科学的学习方法；【教学模式】调查与讨论，自主学习，实验探究等教学思路设计1、对于实验原理的研究空气是一种有多种气体组成的混合物，各种成分均匀的混合在一起，怎样才能测量出其中所含氧气的体积？问题一经提出，同学们便陷于了思考。
经小组讨论后，得出了两种不同原理的方法：将空气液化后，利用各种物质的沸点不同,升高温度使各物质依次分离出来,将所的氧气恢复为原来的温度和压强，将所得氧气的体积与原来空气体积做比较；或者利用可燃物质的燃烧将氧气反应掉,测量剩余气体的体积，这也是测量或和气体中某种气体体积含量的常用方法。
2、对于可燃物的选择能够和氧气反应的常见可燃物有许多，实验选择哪一种呢?对此我没有直接给出答案,而是首先给出木炭、硫磺、红磷、镁、铜分别与氧气反应的化学反应表达式，并且标出生成物的状态,让学生通过自己的思考、小组内的讨论去获得结论。
学生们在对实验原理理解的基础上，结合教师给出的信息，比较顺利的就将问题解决了，而且通过讨论也明确了药品选择的依据：能与氧气反应但不能产生气体。
空气中氧气含量测定实验汇总
空气中氧气含量测定实验的拓展1．空气、水是人类赖以生存的自然资源。
（1）测定空气中氧气体积分数的实验装置如右图所示。
在集气瓶内加入少量的水，并五等分水面以上的容积，做上记号。
用弹簧夹夹紧乳胶管。
点燃燃烧匙内足量的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。
①写出红磷在空气中燃烧的文字表达式：。
②待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水进入集气瓶，瓶内水面最终上升约至1刻度处。
由此可知氧气约占空气总体积的。
③红磷熄灭后，集气瓶内剩下的气体主要是，该气体（填“支持”或“不支持”）燃烧。
2. 右图所示装置也可用来测定空气中氧气的含量。
该实验认识正确的是（）A．选用红磷是因为反应可以耗尽O2，生成固态的P2O5B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭C．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高D．本实验可以证明空气含有Ｎ2、O2、CO2和稀有气体3.为测定空气中氧气所占的体积分数，某同学设计了右图所示的实验，在一个耐热活塞的底部放一小块（足量）白磷（白磷在空气中燃烧的温度为40 ℃），然后迅速将活塞下压，可以观察到的现象为；冷却至原来温度时，松开手，活塞最终将回到刻度处，试回答白磷燃烧的原因。
4.研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了右图所示装置。
请根据图示实验回答下列问题：（1）闭合电源开关，可以观察到白磷_______ ____。
（2）装置冷却到室温，可观察到U型管内左侧液面_________。
（3）通过这个实验得出的结论是______ ________。
（4）此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是:__________；______________。
5 .某同学用右图所示的装置粗略地测定空气中氧气的体积分数，图中烧杯上方玻璃管(预先固定好)中部有一可左右滑动的活塞，活塞左端管内密封有空气，活塞右端的玻璃管口跟空气连通，实验开始前活塞处在刻度5 cm处。
已知生石灰与水反应能产生大量的热；可燃物燃烧必须同时具备二个条件，一是有一定的温度；二是有充足的氧气。
测定空气中氧气含量的实验探究与反思.
测定空气中氧气含量的实验探究与反思许小忠陈和祥一、为了提高用燃着的红磷伸入试剂瓶中密闭燃烧的方法来测定空气中氧气含量的实验的准确性，学生们查阅了许多相关资料并做了大量的实验探究，在探究中他们发现除了要强调装置的气密性要好，红磷量要足，要冷却到室温后才能打开止水夹外，认为还应注意以下几个方面：1．选择的反应容器大小要适中（如选择250 mL左右的广口瓶）；实验前调整燃烧匙伸入瓶中的位置时，应考虑伸到瓶内的中下部。
2．为了尽量减少瓶中空气受热膨胀在密闭前外逸，燃着红磷伸入试剂瓶中密闭的速度要快。
3.实验前先将夹止水夹的导管内注满水，然后再进行实验，确保打开止水夹后有足量的水流入瓶中。
4．瓶塞内的导管口不要对准燃烧匙，防止反应过程中密闭瓶内压强减小时橡胶导管在大气压的作用下发生形变，管内注满的水少量被压出流入瓶中正好滴在燃着的红磷上，使燃烧停止从而反应不充分。
5．当打开止水夹后将广口瓶内的导管口与瓶外烧杯内水位要齐平，使瓶内压强与瓶外大气压相等，有足量的水流入瓶中。
6．一旦第一次实验效果不理想要进行第二次实验时，应先向反应瓶内注满水排出瓶中第一次实验反应后的剩余气体，倒掉水后再进行第二次实验。
由于红磷燃烧过程中产生的白烟为五氧化二磷, 它有毒性, 且有很强的吸水性, 它刺激粘膜，对皮肤有刺激和灼烧作用（组织脱水）。
因此，反应结束后最好在反应容器中的白烟全部消失后再打开。
此外，为了节省实验时间，实验前（最好1—2小时前）将实验所需的红磷从试剂瓶中取出放在滤纸上充分吸干其水分，这样实验时红磷易被点燃。
二、用红磷测定空气中氧气含量的实验改进针对用燃着的红磷伸入广口瓶中密闭燃烧的方法来测试空气中氧气的含量实验过程中易产生少量热空气外逸，影响到实验的科学性、准确性，我们引导学生对该实验进行了改进，让红磷（白磷）燃烧在全封闭的测气系统中进行。
1．实验装置如图2．操作方法和步骤：2.1 甲、乙为两个直径4cm左右，长20 cm左右的玻璃管，连接装置如图所示，并将它们分别固定在两个铁架台上，将甲玻璃管中水位调制在5 cm左右高并用红色橡皮筋做上记号。
科学探究之《测定空气里氧气含量的探究》专题(word版有答案)
中考化学复习科学探究之《测定空气里氧气含量的探究》1、课外探究小组的同学利用图1所示的装置验证空气中氧气体积分数，实验小组同学首先按图组装好实验装置，装足量红磷的燃烧匙位于瓶内中间，而装足量白磷的燃烧匙却浸没在蒸馏水下。
他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷被点燃，燃烧现象为。
【提出问题】红磷在四颈平底烧瓶内燃烧熄灭后，瓶中是否有氧气剩余？【猜想假设】猜想①：有氧气剩余；猜想②：无氧气剩余。
【实验验证】待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，再次用高能激光笔照射，白磷再次被点燃。
（1）红磷属于（填“单质”、“化合物”或“混合物”）。
（2）红磷燃烧产物与瓶底热水反应生成磷酸（H3PO4）的化学方程式为。
（3）根据题意，得出结论：猜想正确。
【反思交流】用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是（“可行”或“不可行”）的，其理由是。
【拓展延伸】实验小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图如图2．则，在图中（填“A、B、C、D、E”）点时红磷燃烧熄灭；请你解释曲线 AB 段、CD 段、DE 段氧气浓度变化的主要原因：123答案：解：红磷被点燃，剧烈燃烧，产生白烟，放热。
故填：产生白烟。
【实验验证】（1）红磷是由磷元素组成的纯净物，属于单质。
故填：单质。
（2）红磷燃烧产物五氧化二磷与瓶底热水反应生成磷酸（H3PO4）的化学方程式为：P2O5+3H2O2H3PO4。
故填：P2O5+3H2O2H3PO4。
（3）根据题意可知，氧气没有完全反应，猜想①正确。
故填：①。
【反思交流】用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是不可行的，其理由是红磷完全反应后，装置中剩余有氧气。
故填：不可行；红磷完全反应后，装置中剩余有氧气。
【拓展延伸】在图中C点时红磷燃烧熄灭；AB 段氧气浓度变化的主要原因：温度没有达到红磷的着火点，氧气几乎不消耗；CD 段氧气浓度变化的主要原因：红磷熄灭，温度下降，生成的五氧化二磷下降，氧气上浮；DE 段氧气浓度变化的主要原因：白磷燃烧消耗氧气。
专题一 空气中氧气含量的测定及氧气的制取-【敲重点】备战2020年中考化学一轮复习(解析版)
专题一空气中氧气含量的测定及氧气的制取重点突破空气中氧气含量的测定1、实验原理①红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气生成五氧化二磷( P2O5 )固体，使密闭容器中的压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入集气瓶中的水的体积即为消耗氧气的体积。
②红磷在密闭容器中燃烧，消耗空气中的氧气生成固体五氧化二磷，使密闭容器中的压强减小，在外界大气压的作用下，烧杯中的水被压入集气瓶，进入集气瓶内的水的体积约等于消耗氧气的体积。
反应的化学方程式:4P+5O22P2O5。
2、实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的15。
3、实验装置4、实验步骤( 1 )在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份。
( 2 )用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞，观察红磷燃烧的现象。
( 3 )待红磷熄灭且装置冷却至室温后，打开弹簧夹，观察现象。
5、实验现象( 1 )红磷燃烧，产生大量白烟。
( 2 )装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水倒流入集气瓶中，集气瓶内水面上升的体积约占原容器中空气体积的15。
6、实验结论：空气中氧气的体积约占空气总体积的15。
7、误差分析8、实验反思用其他药品代替红磷时应该满足什么条件?( 1 )能与空气中的氧气反应而不能与空气中的其他物质反应。
分析:若选用的物质能与空气中的其他物质反应( 如镁能与O2、N2、CO2反应)，则集气瓶内减少的气体体积不只是O2的体积，会使测量结果偏高。
( 2 )物质与氧气反应的生成物不是气体，或生成的气体能被集气瓶中的液体吸收。
分析:若选用的物质与氧气反应生成气体，如木炭、硫粉等，则会导致反应后集气瓶内压强无明显变化，使测得的结果偏差较大。
改进实验:用NaOH溶液代替集气瓶中的水。
（3）在空气中不反应的物质分析：若物质在不与空气反应，那么就无法消耗氧气，如铁在空气中不反应。
9、改进装置基础练1．如图是测定空气中氧气含量的实验装置。
实验1 空气中氧气含量的测定(考点精练)-备战2021年中考化学实验专项突破(解析版)
实验1 空气中氧气含量的测定考点精练1．实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
写出红磷燃烧的符号表达式___________。
因为木炭燃烧会产生新气体，所以一般不用木炭。
巴蜀兴趣小组的同学查阅了资料：二氧化碳会与氢氧化钠溶液发生化学反应，实验室常用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。
蜡烛或者木炭在密闭的集气瓶中燃烧，氧气浓度不断变小的同时，会有一氧化碳气体生成。
常温下一氧化碳难溶于水，且不与氢氧化钠溶液反应。
(交流与讨论)根据以上资料回答下列问题：(1)有同学提议选用木炭替代红磷做实验，在集气瓶底部预先放少量氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳气体，小华觉得不可行，其主要原因是___________。
(2)(实验改进2)食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，使食品处于无氧状态。
同学们尝试用食品脱氧剂进行实验来测定空气中氧气的含量。
下表是实验过程中记录的有关数据：①脱氧剂发生复杂的化学反应，首先是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁固体，写出该反应的符号表达式___________。
②根据表中实验数据进行推算，广口瓶中氧气的体积分数约为___________(结果精确到0.1%)(3)小亮同学想用镁条代替红磷测定空气中氧气的含量，但他在做镁条在空气中燃烧的实验时，发现镁条燃烧除生成白色固体(MgO)外，还有少量的淡黄色固体生成。
这种淡黄色固体是什么呢？小亮在老师的指导下进行了有关实验探究。
(实验探究)将该淡黄色固体投入到盛有水的烧杯中。
(实验现象)在烧杯中产生白色沉淀，并有刺激性的氨味气体产生。
(教师指导)上述反应产生的白色沉淀为Mg(OH)2，生成的气体为NH3；反应过程中没有任何元素化合价的改变。
①由实验中淡黄色固体和水的反应可判断此淡黄色固体中肯定含有某两种元素，若它仅由这两种元素组成，其化学式为___________。
②小亮___________(填“能”或者“不能”)用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量；③空气中N 2的含量远大于O 2的含量，可是镁条在空气中燃烧只生成少量的淡黄色固体，由此得出的一个结论是___________。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
探究空气中氧气含量的实验题归类解析一、实验药品选择型
例1.小军根据燃烧红磷测定空气中氧气含量的实验原理，认为可用木炭替代红磷测定空气中氧气的含量，并按左下图所示装置进行实
验。
（1）依据的实验原理是
_______________________________。
小军检查装置气密性后，将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入广口瓶中，并把塞子塞紧，待红热的木炭熄灭并冷却至室温后，就打开弹簧夹，并未发现倒吸现象。
经过认真分析，小军发现实验失败的原因是（答一条）
________________________________________________。
（2）小军反思上述实验的探究过程后认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择和生成物的要求上应考虑是（答一条）__________________________________________________________。
解析探究空气中氧气含量的实验原理是：选择某种能与空气中的氧气反应而不与空气中其他气体反应的固体物质（如红磷，白磷等），利用过量的该物质将空气中的氧气完全消耗，生成新的固体物质，使密闭容器内气体积减小（减小的体积即为氧气的体积），气体的压强减小，引起水面变化，从而确定空气中氧气的体积分数。
在探究空气中氧气含量的实验中，选择不同的药品会出现截然不同的现
象。
解此题的关键是判断可然物在空气中燃烧能否使密闭容器内气体体积减小，气体压强变小。
（1）木炭在空气中燃烧过程中虽然消耗了氧气，但同时生成了二氧化碳气体，而生成二氧化碳气体的体积会弥补所消耗的氧气体积，反应前后广口瓶内气体压强并无明显的变化，因此烧杯中的水不会倒吸到广口瓶内，造成实验失败。
（2）探究空气中氧气含量的实验，选择药品的条件是：①药品能在空气中燃烧，燃烧时只消耗氧气，不与空气中的其他成分反应，②药品在空气中燃烧后的生成物不是气体(若生成物为气体，可将水换成易吸收该气体的液体)
答案(1)木炭在空气中燃烧消耗空气中的氧气；木炭在空气中燃烧虽然消耗了空气中的氧气，但生成了二氧化碳气体，致使广口瓶内气体压强未减小。
（2）药品要能在空气中燃烧，燃烧时只消耗氧气（或生成物不能是气体）
二、实验误差分析型
例2. 某班同学用右图装置测定空气里氧气的含量。
先用弹簧夹夹住乳胶管。
点燃红磷伸入瓶中并塞上瓶塞。
待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。
实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,乙同学的广口瓶内水面
上升显大于瓶内空气体积的1/5。
下列对这两种现象
解释合理的是（）
①甲同学可能使用的红磷量不足，瓶内氧气没有消
耗完
②甲同学可能未塞紧瓶塞，红磷熄灭冷却时外界空气进入瓶内
③乙同学可能没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气受热从导管逸出
④乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出
A.只有①③
B.只有②④
C.只有①②③
D.①②③④
解析探究空气中氧气的含量的实验误差分析，要根据实验原理进行推断，关键看操作的结果是导致密闭体系内气体的压强变大还是减小。
甲同学的实验结果比实际偏低，原因可能有：（1）红磷量不足，瓶内氧气没有耗完；（2）未塞紧瓶塞，外界空气进入瓶内；（3）未冷却到室温就打开弹簧夹；乙同学的实验结果比实际偏高，原因可能是广口瓶内的部分空气受热逸出，致使广口瓶内气体的体积减小更多。
答案：D
三、实验装置创新型
例3.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40 mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60 mL且润滑性很好的针筒注射器组成如右图的实验装置。
假设此实验能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)实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20 mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明____________________。
（2）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。
可观察到的现象为_______________________________________________。
（3）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。
可观察到的现象为___________________________________________________________ ___。
（4）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___________________________________________________________ ___________。
解析本题的创新性在于实验装置始终密闭，不会造成空气污染，通过活塞的移动来测定空气中氧气的含量，提高了实验结果的准确度。
（1）实验操作前后装置内气体压强不变，证明该装置的气密性好。
（2）白磷在空气燃烧时消耗氧气，产生白烟（生成五氧化二磷），导致密闭体系内气体压强减小，由于氧气约占空气体积的1/5,而
试管内空气中氧气的体积约为：40 mL×1/5=8 mL，且过量的白磷燃烧能将试管内空气中的氧气耗尽，因此最终活塞的前沿在约
12 mL（20mL-8 mL=12 mL）的刻度线上。
（3）白磷在空气中燃烧时放出大量的热，会使密闭体系内的空气受热膨胀，气体压强增大，活塞就会向右移动，当过量的白磷燃烧耗尽密闭体系内的氧气，试管冷却后，密闭体系内气体的压强减小，外界大气压就会推动活塞会向左移动，而密闭体系内空气中氧气的体积约为：（40 mL+20 mL）×1/5=12 mL,因此最终活塞的前沿在约8mL（20mL-12mL=8mL）的刻度线上。
（4）因为白磷燃烧放出大量的热，会使密闭体系内气体压强增大，所以该实验中可能出现的问题有：橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等。
答案（1）装置的气密性好（2）白磷燃烧，产生白烟，活塞前沿在约12 mL的刻度线上
（3）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终稳定在约8 mL的刻度线上
（4）橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等。