Question

（2009?杭州）“空氣中氧氣含量的測定”有多種方法．甲生設計了如圖所示的實驗方案：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

裝置內的壓強小于外界的氣壓

．
（2）、乙生也設計了一個如圖所示的實驗方案，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（其他堿也可）

溶液．并反應后滴入，寫出該溶液發(fā)生反應的化學方程式

SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O

．
（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？

不能

．
（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

借助金屬反應消耗氧氣引起的質量變化，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：（一）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．液體倒流的直接原因是裝置內外的壓強差，最根本的原因是物質燃燒對氣體的消耗．這就要求生成物不能是氣體，而當生成物為氣體時，我們就必須想辦法讓液體能夠和生成的氣體反應或者溶解．
（二）乙同學實驗中生成二氧化硫氣體，借助二氧化硫的溶解性當然可以實現目的，但是為了促進溶解進行，或者叫啟動反應的發(fā)生，我們可以借助更快捷的反應就是氫氧化鈉溶液來吸收二氧化硫，這樣水就能夠更迅速進入裝置內去溶解二氧化硫．
（三）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：
（一）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（這就排除了第四問，當氮氣也能反應時時不能用來測定空氣成分的），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．液體倒流的直接原因是裝置內外的壓強差，最根本的原因是物質燃燒對氣體的消耗．這就要求生成物不能是氣體，而當生成物為氣體時，我們就必須想辦法讓液體能夠和生成的氣體反應或者溶解．
（二）乙同學實驗中生成二氧化硫氣體，借助二氧化硫的溶解性當然可以實現目的，但是為了促進溶解進行，或者叫啟動反應的發(fā)生，我們可以借助更快捷的反應就是氫氧化鈉溶液來吸收二氧化硫，這樣水就能夠更迅速進入裝置內去溶解二氧化硫．
（三）根據對天平和燒瓶體積的強調，還有天平稱量的是金屬質量在反應前后的變化，我們可以看出對氧氣的量是借助金屬對氧氣的消耗來實現測定的，是測定的質量，而要想將質量轉化為體積，只需要一個密度就可以．
故答案：
（1）裝置內的壓強小于外界的氣壓
（2）氫氧化鈉溶液（其他堿性物質也可）；  SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O
（3）不能
（4）借助金屬消耗氧氣引起的質量變化，從而計算出氧氣的體積，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．