Question

7．“空氣中氧氣含量的測定”有多種方法．甲生設計了如圖1所示的實驗方案：在燃燒匙內盛過量紅磷，點燃后立即插入集氣瓶內，塞緊橡皮塞，待紅磷火焰熄滅，集氣瓶冷卻至室溫，打開鐵夾，水進入集氣瓶．回答下列問題：

（1）反應結束后，打開鐵夾，水自動注入集氣瓶的直接原因是瓶內氧氣消耗導致瓶內壓強變小．
（2）乙生也設計了一個如圖2所示的實驗方案，裝置和操作同甲類似，只不過用硫粉代替了紅磷，并增加了滴管．要使實驗成功，乙在滴管中應加入氫氧化鈉溶液．
（3）對上述圖1進行了大膽改進，設計圖3（選用容積45mL的18×180mm的試管作反應容器）實驗方案進行，收到了良好的效果．對照圖1實驗，你認為圖3實驗的優(yōu)點有（回答至少2點）減少實驗誤差（或節(jié)省燃料或不污染環(huán)境或便于讀數）．
（4）圖3實驗的操作步驟如下：①點燃酒精燈．②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾．③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖3中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾緊橡皮管．④讀取注射器活塞的數據．你認為正確的實驗操作順序是③①②④（填序號）．
（5）按照上述的操作步驟，最后注射器活塞將會從10mL刻度處慢慢前移到約為1mL刻度處才停止．

Answer 1

分析 （1）空氣成分測定實驗的原理是：利用紅磷燃燒消耗密閉容器內空氣中的氧氣，生成了體積可以忽略的白色固體，導致密閉容器中壓強減��；
（2）根據硫粉燃燒生成二氧化硫氣體，二氧化硫氣體能被氫氧化鈉溶液吸收進行分析；
（3）根據裝置的特點來分析；
（4）根據實驗的要求、目的、步驟來分析；
（5）根據空氣中氧氣的體積含量來分析．

解答 解：（1）紅磷燃燒消耗密閉容器內空氣中的氧氣，導致密閉容器中壓強減小，從而使水進入集氣瓶．故答案應為：瓶內氧氣消耗導致瓶內壓強變��；
（2）硫粉燃燒生成二氧化硫氣體，而二氧化硫氣體能被氫氧化鈉溶液吸收，因此滴管中應加入氫氧化鈉溶液；故填：氫氧化鈉；
（3）對照圖I實驗，圖Ⅱ實驗具有以下優(yōu)點：減少實驗誤差，節(jié)省燃料，不污染環(huán)境，便于讀數．故答案為：減少實驗誤差（或節(jié)省燃料或不污染環(huán)境或便于讀數）．（4）圖Ⅱ實驗中正確的實驗操作順序是③①②④；故填：③①②④；
（5）因為空氣中氧氣的體積約占五分之一，足量的紅磷燃燒耗盡了試管中的氧氣，所以活塞所處的刻度值為10cm-45cm×$\frac{1}{5}$=1cm；故填：1．

點評 本題主要考查用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，難度稍大．