Question

20．“空氣中氧氣含量的測定”有多種方法．甲生設計了如圖1如示的實驗方案：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，水注入集氣瓶．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氧氣的消耗導致裝置內的壓強減小
（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）若空氣中氮氣也能和紅磷反應，能否用該方法來測定空氣中氧氣的含量？
（4）丙生想利用氧氣和某種金屬的反應，來測定空氣中的氧氣含量．他選擇利用下列儀器、藥品：①帶瓶塞的l000ml燒瓶②電子天平（稱量精度為0.01克）③酒精燈④某種金屬粉末．他的實驗步驟如下：準確稱量某種金屬粉末的質量（足量），將其放入燒瓶，塞緊瓶塞，放置一段時間后，倒出燒瓶中粉末，并稱其質量．寫出丙生的實驗思路
根據反應前后固體粉末質量的改變來計算空氣中氧氣的質量，從而求出氧氣的體積，最終求出空氣中氧氣的含量．

Answer 1

分析 （1）空氣成分的測定實驗的原理是利用某種物質燃燒消耗空氣中某一成分，導致裝置內的壓強減小，從而使等體積液體倒流進入裝置內．
（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）測定空氣中氧氣的含量時要考慮反應物該物質是否只與氧氣反應，反應后生成物的狀態等；
（4）對于使用天平來測定，要學會倒推，知道質量就可以根據密度求體積，所以要根據操作去分析實驗的思路和原理．

解答 解：（1）實驗中加入過量的紅磷以把空氣中的氧氣盡可能的消耗掉，而氧氣的消耗會導致裝置內的壓強減小，從而使等體積液體倒流進入裝置內；故填：氧氣的消耗導致裝置內的壓強減��；
（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）若空氣中氮氣也能和紅磷反應，就不能用該方法來測定空氣中氧氣的含量，因為那樣進入裝置內的水會增多，使測量結果不準確；故填：不能；
（4）根據題目中給定的天平和燒瓶體積的信息，可以稱量金屬在反應前后質量的變化，從而計算消耗的氧氣的質量，根據氧氣的密度求出氧氣的體積，從而求出空氣中氧氣的含量；故填：根據反應前后固體粉末質量的改變來計算空氣中氧氣的質量，從而求出氧氣的體積，最終求出空氣中氧氣的含量．

點評 要在實驗改進中學會根據實驗的操作來研究實驗的思路，例如本題在天平上就要結合題目中提供的操作過程去猜想實驗思路．