Question

【題目】在測定空氣中氧氣含量的實驗中，小茗同學(xué)采用了如圖所示裝置：在由兩個注射器組成的密閉系統(tǒng)中留有25mL空氣，給裝有細(xì)銅絲的玻璃管加熱，同時交替緩慢推動兩個注射器活塞，至玻璃管內(nèi)的銅絲在較長時間內(nèi)無進(jìn)一步變化時停止加熱，待冷卻至室溫，將氣體全部推至一個注射器內(nèi)，觀察密閉系統(tǒng)內(nèi)空氣體積變化。

（1）在實驗加熱過程中交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是_____。

（2）寫出該實驗中反應(yīng)的文字表達(dá)式_____。

（3）小茗同學(xué)測得結(jié)果如下表所示：

反應(yīng)前注射器氣體總體積	反應(yīng)后注射器內(nèi)氣體總體積
25mL	22mL

由此數(shù)據(jù)可以推算出他測定的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)_____（填“>"、“=”或“<”）21%。造成該實驗出現(xiàn)誤差的原因可能是_____（填序號）。

①沒有交替緩慢推動兩個注射器活塞

②讀數(shù)時沒有冷卻至室溫

③加入銅絲量太少

④加入銅絲量太多

（4）通過上面的實驗?zāi)銓W(xué)到的測量混合物中某成分含量的方法是_____。

（5）實驗中的一些原因或者裝置本身可能導(dǎo)致實驗失敗，請列舉一條：_____。

Answer 1

【答案】使細(xì)銅絲和氧氣充分接觸，充分消耗氧氣 銅+氧氣氧化銅 ＜ ③ 先測出混合物的總量，通過化學(xué)反應(yīng)消耗其中的一種成分，然后計算出該成分的含量 玻璃管炸裂(或注射器的活塞被彈出等合理答案)

【解析】

測定空氣中氧氣含量的原理是利用物質(zhì)與空氣中的氧氣反應(yīng)，又不生成氣體，使容器內(nèi)氣體減少，減少的氣體的體積就等于容器內(nèi)氧氣的體積。

（1）在實驗加熱過程中交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是使細(xì)銅絲和氧氣充分接觸，充分消耗氧氣,使測定結(jié)果更準(zhǔn)確；

（2）該實驗中反應(yīng)是銅和氧氣在加熱條件下生產(chǎn)氧化銅，文字表達(dá)式：銅+氧氣氧化銅；

（3）反應(yīng)前注射器氣體總體積25mL，反應(yīng)后注射器內(nèi)氣體總體積22mL，所以氧氣的體積為3mL，由此數(shù)據(jù)可以推算出他測定的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：=12% <21%。造成該實驗出現(xiàn)誤差的原因可能是：

①沒有交替緩慢推動兩個注射器活塞，可能會導(dǎo)致氧氣不能充分消耗，使測定結(jié)果偏小，但題目中“同時交替緩慢推動兩個注射器活塞，至玻璃管內(nèi)的銅絲在較長時間內(nèi)無進(jìn)一步變化時停止加熱”，故不符合題意；

②讀數(shù)時沒有冷卻至室溫，剩余氣體膨脹，使減少的氣體體積偏少，使測定結(jié)果偏小，但題目中“待冷卻至室溫”， 故不符合題意；

③加入銅絲量太少，導(dǎo)致氧氣沒有完全反應(yīng)掉，使測定結(jié)果偏小，故符合題意；

④加入銅絲量太多，能使氧氣充分反應(yīng)，使測定結(jié)果更準(zhǔn)確，故不符合題意；

故選③；

（4）通過上面的實驗?zāi)銓W(xué)到的測量混合物中某成分含量的方法是先測出混合物的總量，通過化學(xué)反應(yīng)消耗其中的一種成分，然后計算出該成分的含量；

（5）實驗中可能導(dǎo)致實驗失敗的可能原因：裝置的氣密性不好、玻璃管炸裂(或注射器的活塞被彈出等合理答案)。