Question

某研究性学习小组设计了如图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数（已知：铜和氧气在加热条件下生成氧化铜），其中A是底面积50cm、高20cm的园筒状玻璃容器（带密封盖），上面标有以cm为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管（其他辅助装置略）．
他们的操作过程如下：
a．检查装置的气密性；
b．加水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处；
c．将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，盖好密封盖．
d．通电加热铜粉，待反应充分后，冷却到原来的状况，调整B的高度使A、B容器的液面保持水平，记录液面刻度．（注：A容器内固态物质所占的体积忽略不记）
（1）在上述实验中，下列物质能代替铜粉的是

A

（填序号）
A．红磷    B．木炭    C．铁粉    D．硫
（2）在操作d结束时，装置A中液面约为

12

cm（填整数）．如果在操作结束时，装置A中液面刻度在13cm处，则实验结果比理论值

偏小

（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析：（1）根据木炭和硫与氧气反应生成气体进行解答；
（2）根据空气中氧气的体积分数进行解答．

解答：解：（1）木炭和硫分别与氧气反应生成二氧化碳和二氧化硫气体，所以不能代替铜粉做实验，而铁与空气中氧气反应很慢，所以不可以代替铜粉，而红磷与空气中氧气反应生成五氧化二磷固体，所以可用来代替铜粉，故选A；
（2）液面至A装置的15cm刻度处后，A装置内气体的高度为15cm，其中氧气约占15cm×

1

5

=3cm．因此反应完成后，A中液面应上升至15cm-3cm=12cm处．
若液面升至13cm处，则15cm-13cm=2cm＜3cm．说明实验结果比理论值偏小．
故答案为：（1）A；（2）12；偏小．

点评：本题主要考查空气中氧气含量方面的知识，解答时要注意测定氧气含量前，一定要检验装置的气密性．