Question

15．某化学兴趣小组同学设计了多组实验装置测定空气中氧气的含量．

①同学设计图1装置进行实验．实验过程中观察到烧杯中的水被倒吸入集气瓶中，其原因是红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，瓶内压强减小，小于外界大气压，大气压将水沿着导管压入集气瓶中．
②乙同学设计图2装置进行实验．与图1相比较，他用硫粉代替了红磷，并增加了滴管，滴管内吸有足量的氢氧化钠浓溶液，可以完全吸收反应生成的二氧化硫气体，则实验过程中
乙同学观察到进入集气瓶中水的体积约占集气瓶中空气体积的$\frac{1}{5}$．
③丙同学设计图3装置进行实验．该同学在“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜聚于靠近水面的一步“金属梯”处的自磷上．该设计方案的优点是装置始终密闭，不会改变试管内气体的成分．

Answer 1

分析 只有熟悉用红磷测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、实验结论和注意事项，然后对比用硫和白磷代替红磷时的异同点，对比用不同装置实验时的优缺点，就可以得到本题的正确答案．

解答 解：（1）用图1装置进行实验时，由于红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，瓶内压强减小，小于外界大气压，大气压将水沿着导管压入集气瓶中．
（2）由于生成的二氧化硫被氢氧化钠溶液全部吸收，因此会造成瓶内压强减小，小于外界大气压，大气压将水沿着导管压入集气瓶中，流入水的体积约占瓶内空气体积的$\frac{1}{5}$．
（3）该设计方案的优点是装置始终密闭，不会改变试管内气体的成分，此实验过程中磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷．
故答案为：
（1）红磷燃烧消耗了集气瓶中的氧气，瓶内压强减小，小于外界大气压，大气压将水沿着导管压入集气瓶中；
（2）$\frac{1}{5}$；
（3）装置始终密闭，不会改变试管内气体的成分．

点评 本题主要考查用红磷、硫测定空气里氧气含量的实验及相关的知识，难度稍大．