Question

某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，探究空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，其中A是標(biāo)有以cm為單位的刻度，且在0刻度正上方有一圓狀缺口的圓筒狀玻璃容器（帶橡皮塞B），C為能自由移動(dòng)的活塞．他們操作過(guò)程如圖：

a、檢查裝置氣密性；
b、將兩個(gè)可自由移動(dòng)的活塞C分別調(diào)整到左右兩邊刻度的10cm處；
c、將過(guò)量的銅粉平鋪在惰性電熱板上，塞上橡皮塞B；銅和氧氣能夠反應(yīng)生成固體氧化銅；
d、通電加熱銅粉，待充分反應(yīng)后，冷卻到原來(lái)的狀況．記錄兩活塞C之間的距離為h；
e、根據(jù)數(shù)據(jù)h列出公式，計(jì)算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．（注：A容器內(nèi)的固態(tài)物質(zhì)、惰性電熱板、活塞部分所占體積忽略不計(jì)，活塞與玻璃容器之間的摩擦力也忽略不計(jì)）
（1）檢查裝置氣密性的方法是分別移動(dòng)兩活塞C到左右兩邊刻度為10cm處，塞緊橡皮塞B，雙手將兩活塞C向里推，使活塞之間的距離縮小，然后松手，活塞向外移動(dòng)，直到兩活塞C的距離為

 

 cm時(shí)停止移動(dòng)，說(shuō)明裝置氣密性好．
（2）b-d的實(shí)驗(yàn)步驟中兩活塞之間的距離h具體變化情況是

 

．
（3）空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式（含字母h）為

 

．
（4）如果在操作d中惰性電熱板沒(méi)有冷卻到原來(lái)溫度，則e操作中計(jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比理論值偏

 

（“大”或“小”）．

Answer 1

考點(diǎn)：測(cè)定空氣里氧氣含量的探究

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：（1）根據(jù)題意“將兩個(gè)可自由移動(dòng)的活塞C分別調(diào)整到左右兩邊刻度的10cm處”，則可推測(cè)兩活塞C的距離應(yīng)為20cm，才能證明氣密性好；
（2）考慮銅與空氣中的氧氣反應(yīng)、空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析；
（3）考慮銅反應(yīng)消耗的氧氣，故可用含字母h的公式，進(jìn)行分析；
（4）如果在操作d中惰性電熱板沒(méi)有冷卻到原來(lái)溫度，則h值偏大進(jìn)行解答．

解答：解：（1）根據(jù)題意“將兩個(gè)可自由移動(dòng)的活塞C分別調(diào)整到左右兩邊刻度的10cm處”，則可推測(cè)兩活塞C的距離應(yīng)為20cm，才能證明氣密性好，故松手活塞向外移動(dòng)，直到兩活塞C的距離為20cm時(shí)停止移動(dòng)，說(shuō)明裝置氣密性好．
（2）b-d的實(shí)驗(yàn)步驟中，銅與空氣中的氧氣反應(yīng)，而空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為五分之一，故兩活塞之間的距離h具體變化情況是h先大于20cm，后逐漸減少，直到h約等于16cm時(shí)保持不變．
（3）空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式（含字母h）為

20cm-h

20cm

×100%．
（4）如果在操作d中惰性電熱板沒(méi)有冷卻到原來(lái)溫度，則h值偏大，根據(jù)

20cm-h

20cm

×100%，則e操作中計(jì)算出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比理論值偏小．
故答案為：
（1）20．
（2）h先大于20cm，后逐漸減少，直到h約等于16cm時(shí)保持不變．
（3）

20cm-h

20cm

×100%．
（4）小．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查用銅粉測(cè)定空氣組成的實(shí)驗(yàn)原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項(xiàng)，難度稍大．此題在用紅磷和集氣瓶測(cè)定氧氣在空氣中體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，但反應(yīng)原理是相同的，同學(xué)們可參照原來(lái)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解答此題．