Question

15．某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了多組實(shí)驗(yàn)裝置測定空氣中氧氣的含量．

①同學(xué)設(shè)計(jì)圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)過程中觀察到燒杯中的水被倒吸入集氣瓶中，其原因是紅磷燃燒消耗了集氣瓶中的氧氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，小于外界大氣壓，大氣壓將水沿著導(dǎo)管壓入集氣瓶中．
②乙同學(xué)設(shè)計(jì)圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．與圖1相比較，他用硫粉代替了紅磷，并增加了滴管，滴管內(nèi)吸有足量的氫氧化鈉濃溶液，可以完全吸收反應(yīng)生成的二氧化硫氣體，則實(shí)驗(yàn)過程中
乙同學(xué)觀察到進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶中空氣體積的$\frac{1}{5}$．
③丙同學(xué)設(shè)計(jì)圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．該同學(xué)在“金屬梯”的每一步的凹處放置一顆用濾紙吸干水后的白磷，用放大鏡聚于靠近水面的一步“金屬梯”處的自磷上．該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是裝置始終密閉，不會改變試管內(nèi)氣體的成分．

Answer 1

分析 只有熟悉用紅磷測定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和注意事項(xiàng)，然后對比用硫和白磷代替紅磷時(shí)的異同點(diǎn)，對比用不同裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)，就可以得到本題的正確答案．

解答 解：（1）用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于紅磷燃燒消耗了集氣瓶中的氧氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，小于外界大氣壓，大氣壓將水沿著導(dǎo)管壓入集氣瓶中．
（2）由于生成的二氧化硫被氫氧化鈉溶液全部吸收，因此會造成瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，小于外界大氣壓，大氣壓將水沿著導(dǎo)管壓入集氣瓶中，流入水的體積約占瓶內(nèi)空氣體積的$\frac{1}{5}$．
（3）該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是裝置始終密閉，不會改變試管內(nèi)氣體的成分，此實(shí)驗(yàn)過程中磷與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成五氧化二磷．
故答案為：
（1）紅磷燃燒消耗了集氣瓶中的氧氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，小于外界大氣壓，大氣壓將水沿著導(dǎo)管壓入集氣瓶中；
（2）$\frac{1}{5}$；
（3）裝置始終密閉，不會改變試管內(nèi)氣體的成分．

點(diǎn)評 本題主要考查用紅磷、硫測定空氣里氧氣含量的實(shí)驗(yàn)及相關(guān)的知識，難度稍大．