Question

6．某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了氧氣的成份測定實驗之后認(rèn)為，測定氧氣含量的方法有多種，他們也設(shè)計了一套實驗裝置，如圖所示：實驗前在一側(cè)注射器內(nèi)留有20mL的空氣，然后給裝有銅絲的硬質(zhì)玻璃管加熱，同時緩緩交替推拉兩個注射器的活塞，至玻璃管內(nèi)的銅絲變黑，且裝置內(nèi)的氣體量不再進(jìn)一步變化．停止加熱，待冷卻至室溫后將氣體全部推至一個注射器內(nèi)．記錄下注射器內(nèi)的剩余氣體的體積．

請根據(jù)你對上述實驗的理解，回答下列問題：
（1）實驗結(jié)束后，注射器內(nèi)的氣體理論上應(yīng)該減少約4mL，這是因為空氣中氧氣約占總體積的1/5
（2）實驗過程中，多次，緩慢交替推拉兩個注射器的活塞的目的是讓空氣與銅絲充分接觸，使注射器里的氧氣能與銅絲充分反應(yīng)
（3）如果該小組測得的空氣中氧氣含量大于理論值，可能的原因是點燃紅磷后沒有立即塞緊瓶塞
（4）如果該小組測得空氣中氧氣含量小于理論值，可能的原因是活塞不密封，注射器漏氣
（5）如果氮氣也能與銅反應(yīng)，則該實驗是否可行不可行．

Answer 1

分析 （1）銅絲與空氣中的氧充分反應(yīng)，消耗掉空氣中氧氣，由空氣中氧氣的體積比容易求出空氣減少的體積．
（2）由實驗條件可推出交替緩慢推動兩個注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應(yīng)．
（3）依據(jù)實驗結(jié)果分析可能出現(xiàn)的情況即可；
（4）加入的銅絲的量必須是足量的，讀數(shù)時應(yīng)冷卻至室溫，裝置的氣密性必須好等．
（5）根據(jù)氮氣與銅反應(yīng)解答．

解答 解：（1）由于銅的氧化反應(yīng)只消耗掉了空氣中的氧氣，而氧氣在空氣中約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，可得出答案：20mL×$\frac{1}{5}$=4mL；這是因為空氣中氧氣約占總體積的1/5；
（2）交替緩慢推動兩個注射器的目的是使封閉空間的氧氣與銅絲充分接觸，使空氣中的氧氣與銅絲充分反應(yīng)；
（3）點燃紅磷后沒有立即塞緊瓶塞，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，水面上升高度超出，因此測出的空氣中氧氣的含量大于五分之一．
（4）改進(jìn)后的實驗只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，造成該實驗不夠精確的可能原因有以下幾個原因：注射器的前端、玻璃管管比較細(xì)，不利于銅絲與注射器里的氧氣反應(yīng)，未交替緩緩?fù)苿觾蓚�注射器活塞，加入的銅絲量不足，沒有完全消耗掉氧氣，讀數(shù)時沒有冷卻至室溫等．點燃紅磷后沒有立即塞緊瓶塞，塞緊瓶塞之前，瓶內(nèi)部分空氣受熱逸出，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，水面上升高度超出，因此測出的空氣中氧氣的含量大于五分之一．
（5）如果氮氣也能與銅反應(yīng)，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確，則該實驗不可行．
答案：
（1）4，空氣中氧氣約占總體積的1/5；
（2）讓空氣與銅絲充分接觸，使注射器里的氧氣能與銅絲充分反應(yīng)；
（3）點燃紅磷后沒有立即塞緊瓶塞；
（4）活塞不密封，注射器漏氣；
（5）不可行

點評 本題能通過實驗探究的方式考查了銅與氧氣的反應(yīng)，空氣中氧的體積分?jǐn)?shù)，提高了學(xué)生學(xué)以致用的意識．