11. 人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。

(1)二百多年前，拉瓦锡用图1所示的装置研究空气的成分，图2是仿照拉瓦锡钟罩实验原理设计的装置。红磷燃烧的文字表达式是。如果没有弹簧夹，实验结果会（填“偏大”“偏小”或“不变”），原因是。
(2)利用数字化技术对“空气中氧气体积分数的测定”进行再探究（如图3），得到的数据曲线如图4所示。
①实验前集气瓶中的水为10 mL，若集气瓶的容积为100 mL（燃烧匙、红磷等所占体积忽略不计），则实验结束后理论上集气瓶中水的体积约为 mL。
②图4中曲线x表示的是（填“温度”或“氧气浓度”）变化曲线。
③图4气体压强曲线中，BC段气体压强变化的原因是；CD段气体压强变化的原因是；导致DE段气体压强变化的实验操作是。

解：
(1) $\ce{红磷 + 氧气\xrightarrow{点燃} 五氧化二磷}$
偏大
红磷燃烧放热，装置内部分空气受热从导管逸出，使最终进入集气瓶的水的体积偏大
(2) ① 28
② 温度
③ 红磷燃烧放热，集气瓶内气体受热膨胀，压强增大
红磷燃烧消耗瓶内氧气，反应结束后温度逐渐冷却至室温，集气瓶内气体压强不断减小
打开弹簧夹

【分析】
本题围绕空气中氧气含量测定的经典实验与数字化实验展开，解题时需明确红磷燃烧的反应表达式，分析无弹簧夹时的实验误差原因；计算集气瓶最终水体积时，要先确定集气瓶内空气体积，结合氧气体积分数计算消耗氧气的体积；判断曲线类型需结合温度、氧气浓度的变化特点；分析压强曲线各段变化要从反应放热、消耗氧气、操作步骤等角度入手。
【解析】
(1) 红磷在点燃条件下与氧气反应生成五氧化二磷，文字表达式为：$\ce{红磷 + 氧气\xrightarrow{点燃} 五氧化二磷}$。若没有弹簧夹，红磷燃烧放热，装置内部分空气受热膨胀，会从导管逸出，冷却后进入集气瓶的水的体积偏大，因此实验结果偏大。
(2) ① 集气瓶容积为100 mL，实验前集气瓶中水为10 mL，故集气瓶内空气体积为$100\ \mathrm{mL} - 10\ \mathrm{mL} = 90\ \mathrm{mL}$，氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$，消耗氧气的体积为$90\ \mathrm{mL} × \frac{1}{5} = 18\ \mathrm{mL}$，实验结束后集气瓶中水的总体积为$10\ \mathrm{mL} + 18\ \mathrm{mL} = 28\ \mathrm{mL}$。
② 红磷燃烧放热，温度先升高，反应结束后温度逐渐降低至室温，因此曲线x表示温度变化曲线。
③ BC段：红磷燃烧放热，集气瓶内气体受热膨胀，压强增大；CD段：红磷燃烧消耗瓶内氧气，反应结束后温度逐渐冷却至室温，集气瓶内气体压强不断减小；DE段：打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶内气体压强增大。
【答案】
(1) $\ce{红磷 + 氧气\xrightarrow{点燃} 五氧化二磷}$；偏大；红磷燃烧放热，装置内部分空气受热从导管逸出，使最终进入集气瓶的水的体积偏大
(2) ① 28；② 温度；③ 红磷燃烧放热，集气瓶内气体受热膨胀，压强增大；红磷燃烧消耗瓶内氧气，反应结束后温度逐渐冷却至室温，集气瓶内气体压强不断减小；打开弹簧夹
【知识点】
空气中氧气含量测定、红磷燃烧反应、实验误差分析
【点评】
本题结合经典实验与数字化实验考查空气中氧气含量的测定，需掌握实验原理、误差分析及各阶段变化的原因，注重对实验细节和原理的理解，综合性较强。
【难度系数】
0.5