Question

3．在測定空氣中氧氣含量的實驗中，小強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，給裝有細銅絲的硬質玻璃管加熱，同時緩慢推動兩個注射器活塞，過一段時間后停止加熱，待冷卻至室溫后，將氣體全部推至一支注射器內(nèi)，讀出注射器內(nèi)氣體的體積．
（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氧氣與銅充分反應．
（2）寫出該實驗中硬質玻璃管里出現(xiàn)的現(xiàn)象：紅色銅逐漸變成黑色，發(fā)生化學反應的文字表達式：銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅，反應基本類型是化合反應．
（3）小強測得實驗結果如下：

反應前注射器內(nèi)氣體總體積	反應后注射器內(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數(shù)小于 2l%（填“大于”或“等于”或“小于”）．造成該實驗出現(xiàn)誤差的原因可能是①②③（填序號）．
①交替緩緩推動兩個注射器活塞次數(shù)較少；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，你學到的測量混合物中某成分含量的方法是通過化學反應除去混合物中的一種成分，再測量混合物在反應前后體積（或質量）的變化，從而得出該種成分的含量．

Answer 1

分析 本實驗是通過銅與氧氣反應來測定氧氣在空氣中的含量，反應過程中要反復推斷活塞，目的是讓氧氣全部參加反應，為了實驗結果的準確，銅的量一定要足夠，另外，反應后要等到裝置冷卻再讀數(shù)；測量混合物中某成分的含量時，一般方法是通過化學反應除去混合物中的一種成分，再根據(jù)體積或質量變化得出這種成分的含量．

解答 解：（1）觀察裝置，注射器的前端、璃管比較細，不利于銅絲與注射器里的氧氣反應，為了使注射器里的空氣中的氧氣能充分與銅絲反應，在實驗加熱過程中，可以交替緩慢推動兩個注射器活塞；
（2）銅和氧氣反應文字表達式為：銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅，兩種物質生成一種物質，屬于化合反應；
（3）由此數(shù)據(jù)計算空氣中氧氣的含量為：$\frac{25-22}{25}$×100%=12%，故小于21%；原因可能是沒有交替緩緩推動兩個注射器活塞；讀數(shù)時沒有冷卻至室溫；加入銅絲量太少；
（4）測量混合物中某成分含量的方法是通過化學反應除去混合物中的一種成分，再測量混合物在反應前后體積（或質量）的變化，從而得出該種成分的含量．
故答案為：（1）使氧氣與銅充分反應；
（2）紅色銅逐漸變成黑色；銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$ 氧化銅、化合反應；
（3）小于、①②③；
（4）通過化學反應除去混合物中的一種成分，再測量混合物在反應前后體積（或質量）的變化，從而得出該種成分的含量．

點評 測定空氣中氧氣體積分數(shù)的實驗方案比較多，方法各異，但其原理是一致的，即利用可燃物在密閉容器內(nèi)的空氣中燃燒，耗盡其中的氧氣，使容器內(nèi)氣體的減小或壓強小于外界大氣壓，水或其他液體進入容器內(nèi)的體積約為為氧氣的體積，從而得出結論，但實驗時，應注意：可燃物必須是過量的；裝置的氣密性必須好；燃燒完畢，必須要等裝置冷卻至室溫等．