Question

7．“空气中氧气含量的测定”有多种方法．甲生设计了如图1所示的实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水进入集气瓶．回答下列问题：

（1）反应结束后，打开铁夹，水自动注入集气瓶的直接原因是瓶内氧气消耗导致瓶内压强变小．
（2）乙生也设计了一个如图2所示的实验方案，装置和操作同甲类似，只不过用硫粉代替了红磷，并增加了滴管．要使实验成功，乙在滴管中应加入氢氧化钠溶液．
（3）对上述图1进行了大胆改进，设计图3（选用容积45mL的18×180mm的试管作反应容器）实验方案进行，收到了良好的效果．对照图1实验，你认为图3实验的优点有（回答至少2点）减少实验误差（或节省燃料或不污染环境或便于读数）．
（4）图3实验的操作步骤如下：①点燃酒精灯．②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹．③将少量红磷平装入试管中，将20mL的注射器活塞置于10mL刻度处，并按图3中所示的连接方式固定好，再将弹簧夹紧橡皮管．④读取注射器活塞的数据．你认为正确的实验操作顺序是③①②④（填序号）．
（5）按照上述的操作步骤，最后注射器活塞将会从10mL刻度处慢慢前移到约为1mL刻度处才停止．

Answer 1

分析 （1）空气成分测定实验的原理是：利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，生成了体积可以忽略的白色固体，导致密闭容器中压强减小；
（2）根据硫粉燃烧生成二氧化硫气体，二氧化硫气体能被氢氧化钠溶液吸收进行分析；
（3）根据装置的特点来分析；
（4）根据实验的要求、目的、步骤来分析；
（5）根据空气中氧气的体积含量来分析．

解答 解：（1）红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，导致密闭容器中压强减小，从而使水进入集气瓶．故答案应为：瓶内氧气消耗导致瓶内压强变小；
（2）硫粉燃烧生成二氧化硫气体，而二氧化硫气体能被氢氧化钠溶液吸收，因此滴管中应加入氢氧化钠溶液；故填：氢氧化钠；
（3）对照图I实验，图Ⅱ实验具有以下优点：减少实验误差，节省燃料，不污染环境，便于读数．故答案为：减少实验误差（或节省燃料或不污染环境或便于读数）．（4）图Ⅱ实验中正确的实验操作顺序是③①②④；故填：③①②④；
（5）因为空气中氧气的体积约占五分之一，足量的红磷燃烧耗尽了试管中的氧气，所以活塞所处的刻度值为10cm-45cm×$\frac{1}{5}$=1cm；故填：1．

点评 本题主要考查用红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．