1. 模型建构 对“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。
【实验回顾】课堂上老师和同学们利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量。

(1)按如图甲所示装置探究空气中氧气含量，红磷必须（填“少量”或“足量”）；弹簧夹的最佳打开时间是（填“反应刚结束”或“冷却到室温时”）。打开弹簧夹后，烧杯中的水能倒吸入集气瓶内的原因是。
【经典赏析】拉瓦锡用图乙所示装置定量研究了空气的成分。装置中的汞与空气中的氧气反应，生成固态物质，汞槽里的水银升入钟罩，而容器里的空气体积则减少了约$\frac{1}{5}$。
【原理分析】(2)在加热条件下，汞与容器（曲颈甑）中的氧气反应，容器内的压强，汞槽内的汞吸入容器内；当装置内外压强时，吸入的汞的体积即为消耗的氧气的体积。
【思路启迪】有同学经分析概括出下图所示思维模型：

(3)上述甲、乙装置中均“利用某种化学物质将氧气反应掉”，这一操作属于上述模型中的（填“构建封闭体系”或“制造压强差”）。

解：
(1) 足量；冷却到室温时；红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，生成固态五氧化二磷，集气瓶内气体压强减小，小于外界大气压，在大气压的作用下烧杯中的水倒吸入集气瓶内
(2) 减小；相等
(3) 制造压强差

【分析】
要解决这道题，需掌握测定空气中氧气含量实验的核心逻辑：①反应物需足量，确保密闭体系内的氧气被完全消耗，保证实验结果准确；②需冷却至室温后再打开弹簧夹，避免反应后气体受热膨胀影响压强，导致测量误差；③实验的本质是通过消耗氧气使密闭体系压强减小，形成压强差，从而测定氧气的体积。对于拉瓦锡的实验，原理同理，消耗氧气使容器内压强变化，内外压强平衡时，吸入液体的体积等于消耗氧气的体积。最后，两个实验的共同操作是消耗氧气来制造压强差，这是实验的核心思路。
【解析】
(1) 红磷足量是为了完全消耗集气瓶内的氧气，防止因氧气未耗尽导致测量结果偏小；反应刚结束时集气瓶内温度较高，气体受热膨胀，压强未稳定，此时打开弹簧夹会使进入的水体积偏少，因此需冷却到室温时打开；打开弹簧夹后水倒吸的原因是：红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，生成固态五氧化二磷，集气瓶内气体减少，压强小于外界大气压，在大气压的作用下烧杯中的水倒吸入集气瓶内。
(2) 汞与容器内的氧气反应，消耗了氧气，容器内气体减少，因此容器内的压强减小；当装置内外压强相等时，吸入容器内的汞的体积即为消耗的氧气的体积，以此定量测定氧气含量。
(3) 甲、乙装置均通过化学反应消耗密闭体系中的氧气，使体系内压强与外界形成差值，从而利用压强差来测定氧气的体积，因此该操作属于制造压强差。
【答案】
(1) 足量；冷却到室温时；红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，生成固态五氧化二磷，集气瓶内气体压强减小，小于外界大气压，在大气压的作用下烧杯中的水倒吸入集气瓶内
(2) 减小；相等
(3) 制造压强差
【知识点】
测定空气中氧气含量、气体压强与体积关系、化学实验原理
【点评】
本题围绕测定空气中氧气含量的实验展开，从课堂实验到经典的拉瓦锡实验，再到思维模型的应用，全面考查学生对实验操作、原理的理解，有助于学生深化对实验本质的认识，是对实验基础知识的综合考查。
【难度系数】
0.7

2.学习完测定空气中氧气的含量后,同学们对课本实验进行了改进:(已知铜丝在加热的条件下与氧气反应生成氧化铜)

(1)图②③④相对于课本装置,优点是。
。
(2)图①装置中,打开弹簧夹之前,气球的大小变化是。
(3)图②装置利用铜丝与氧气反应测定氧气的含量,写出文字表达式:。
(4)图③中若白磷量不足,可移动活塞(不计摩擦力)最终停在刻度线(填字母)。
A.4处 B.5处
C.4~5之间 D.3~4之间
(5)图④装置中乳胶管未夹弹簧夹,这会使测定结果(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(1)实验结果更准确,可防止空气污染
(2)先变大后变小
(3)铜+氧气$\xrightarrow{加热}$氧化铜
(4)C
(5)不变

【分析】
本题围绕测定空气中氧气含量的改进装置展开，需结合装置特点、反应原理、压强变化等知识逐一分析：
1. 对比改进装置与课本装置，密闭体系可避免生成物污染空气，减少气体逸出导致的实验误差，明确其优点；
2. 分析图①中红磷燃烧时瓶内压强的变化，推导气球的大小变化；
3. 根据铜与氧气的反应条件和生成物，书写文字表达式；
4. 结合空气中氧气的体积占比，分析白磷量不足时活塞的最终位置；
5. 分析图④未夹弹簧夹时气体的逸出与水的进入情况，判断测定结果的变化。
【解析】
(1) 图②③④均为密闭装置，避免了课本装置中红磷燃烧生成的五氧化二磷逸出污染空气，同时防止气体受热逸出导致实验误差，因此优点是实验结果更准确，可防止空气污染。
(2) 图①中，红磷燃烧放热，集气瓶内气体受热膨胀，压强增大，气球先变大；反应结束后，温度冷却至室温，集气瓶内氧气被消耗，压强减小，气球后变小，故气球大小变化为先变大后变小。
(3) 铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，文字表达式为：铜+氧气$\xrightarrow{加热}$氧化铜。
(4) 图③中，刻度1到7对应空气体积，氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；若白磷量不足，无法完全消耗氧气，剩余气体体积大于原体积的$\frac{4}{5}$，因此活塞最终停在刻度线4~5之间，选C。
(5) 图④乳胶管未夹弹簧夹，白磷燃烧时，瓶内气体受热膨胀从导管排出，冷却后，量筒内的水进入集气瓶，进入水的体积等于氧气的体积，因此测定结果不变。
【答案】
(1) 实验结果更准确，可防止空气污染
(2) 先变大后变小
(3) 铜+氧气$\xrightarrow{加热}$氧化铜
(4) C
(5) 不变
【知识点】
空气中氧气含量测定、文字表达式书写、实验装置改进
【点评】
本题通过多个改进装置考查空气中氧气含量的测定，需理解密闭体系的优势、反应前后压强变化的影响，以及药品用量对实验结果的作用，掌握测定原理是解题核心。
【难度系数】
0.5

3.[能力训练点 数字化实验曲线分析] 数字化实验:图1是利用传感器测定装置内气体压强的实验装置，图2是传感器测定的实验中压强随反应时间变化的曲线。

(1)图中AB段明显升高的原因是。
(2)图中BC段明显下降的原因是。
(3)图中导致CD段变化的操作是。

(1)红磷燃烧放出热量,使装置内气体受热膨胀,压强增大,且红磷燃烧放出热量对压强的影响大于氧气消耗对压强的影响
(2)氧气被消耗,导致压强减小
(3)打开弹簧夹

【分析】
要解决本题，需结合红磷燃烧实验的原理和气体压强变化的影响因素分析曲线：AB段压强升高，需考虑红磷燃烧的放热使气体膨胀、消耗氧气使气体减少，其中放热的压强增大效果更显著；BC段压强下降，源于燃烧结束后温度冷却且氧气被消耗，瓶内气体总量减少；CD段压强回升，对应打开弹簧夹后水进入集气瓶补充压强的操作。
【解析】
(1) AB段：红磷燃烧为放热反应，装置内气体受热膨胀，压强增大；同时红磷燃烧消耗氧气使压强减小，但放热导致的压强增大效果超过氧气消耗的减小效果，因此压强明显升高。
(2) BC段：红磷燃烧结束后，装置温度逐渐冷却至室温，且燃烧消耗了装置内的氧气，瓶内气体总量减少，因此压强明显下降。
(3) CD段：打开弹簧夹后，烧杯中的水进入集气瓶，瓶内气体体积被补充，压强回升，对应CD段的变化。
【答案】
(1) 红磷燃烧放出热量，使装置内气体受热膨胀，压强增大，且红磷燃烧放出热量对压强的影响大于氧气消耗对压强的影响
(2) 氧气被消耗，导致压强减小
(3) 打开弹簧夹
【知识点】
红磷燃烧实验、气体压强分析、数字化实验
【点评】
本题结合数字化实验的压强曲线，考察红磷燃烧实验中压强变化的原因，需结合反应的放热、耗氧及实验操作的影响分析，是对实验原理的灵活应用。
【难度系数】
0.5