Question

為測定空氣中氧氣的含量，小華和同學們設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置．實驗時，在兩個注射器組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)留有30mL空氣．然后給裝有細銅絲的玻璃管加熱，同時交替慢慢推動注射器活塞，觀察實驗現(xiàn)象．
（1）利用這種方法可以測定出空氣中氧氣含量的理由是______；同時這個實驗還可以證明空氣是一種混合物，其理由是______；
（2）在實驗過程中，可觀察到銅絲逐漸由______色變?yōu)開_____色，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為______；
（3）停止加熱冷卻至室溫，將氣體全部推至一個注射器中，其讀數(shù)應(yīng)約為______mL，但是小華他們的實驗結(jié)果差別較大，你認為可能的原因是______（答出一條即可）；
（4）根據(jù)上述實驗的原理同學們又設(shè)計出如圖2所示實驗裝置，你認為也可以用于測定空氣中氧氣含量的是______（填編號）．

Answer 1

解：（1）銅絲在加熱條件下可與氧氣反應(yīng)，所以注射器內(nèi)減少的體積即為氧氣的體積，可用于測定空氣中氧氣含量；反應(yīng)完畢注射器內(nèi)還有剩余的不與銅反應(yīng)的氣體，從而說明空氣中物質(zhì)不只一種，是混合物；
（2）銅和氧氣在加熱條件下生成氧化銅，方程式是：2Cu+O₂2CuO，銅是紅色、氧化銅是黑色，所以銅由紅色變?yōu)楹谏��?br/>（3）空氣中氧氣約占空氣總體積的五分之一，所以剩余氣體約占空氣總體積的五分之四，即30mL×=24mL；作此實驗，若實驗結(jié)果差別較大，可能是裝置的氣密性不好，銅絲量不足，反應(yīng)不充分等原因造成的；
（4）要測定空氣中氧氣含量，所用可燃物要能與空氣中氧氣反應(yīng)，且不生成氣體；AD中紅磷燃燒消耗氧氣，生成五氧化二磷固體，進入水的體積就是減少的氧氣的體積；B木炭，C蠟燭燃燒消耗氧氣但生成二氧化碳氣體，使瓶內(nèi)氣壓變化不大，不能測定氧氣的體積；
故答案為：（1）加熱時引起與銅反應(yīng)而消耗，減少的體積即為氧氣的體積；反應(yīng)后余下不與銅反應(yīng)的氣體，說明空氣中含有性質(zhì)不同的物質(zhì)為混合物；
（2）紅；黑；2Cu+O₂2CuO；
（3）24；所用銅絲量不足（或裝置漏氣等合理均可）；
（4）AD．
分析：（1）依據(jù)銅在加熱條件下可與氧氣反應(yīng)，反應(yīng)完畢注射器內(nèi)還有剩余的不與銅反應(yīng)的氣體分析解答；
（2）依據(jù)銅是紅色、氧化銅是黑色，及銅與氧氣的反應(yīng)原理分析回答；
（3）依據(jù)空氣中氧氣約占空氣總體積的五分之一，及實驗中測定的數(shù)據(jù)要受多種因素影響，如裝置的氣密性必須好，銅絲量要足等進行分析回答；
（4）用來測定空氣中氧氣含量的方法很多，常用方法是據(jù)可燃物消耗空氣中的氧氣，進入水的體積即是反應(yīng)的氧氣的體積，據(jù)此分析解答．
點評：本題考查測定空氣中氧氣體積分數(shù)藥品選擇、實驗原理、誤差分析以及實驗方案的評價．解答時要熟悉實驗原理，并能對實驗產(chǎn)生失敗的原意從反應(yīng)物的選擇、生成物的狀態(tài)等粉末做出正確的分析和判斷．