Question

12．如图所示是某同学测定空气中氧气含量的装置．玻璃管中装的是细铜丝．
（1）若加热前，两注射器组成的密闭系统中有30mL空气，停止加热冷却到室温后，理论上密闭容器中剩余的气体的体积为24mL，由此证明空气中氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$．加热过程中铜丝表面慢慢变黑，其文字（符号）表达式：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO．
（2）不同的同学在做上述实验时结果差别较大，甲同学最后剩余气体26mL，你认为可能的原因有哪些？①装置漏气；铜丝量不足；没有冷却到室温就观察；反应不充分等．（写出一点就可）
（3）该实验能否将铜丝换成木炭？否，为什么？木炭和氧气反应生成二氧化碳气体，系统中压强基本不变．

Answer 1

分析 （1）铜丝与空气中的氧充分反应，消耗掉空气中氧气，根据剩余气体的体积分析空气中氧气的含量．
（2）根据实验应注意的事项进行分析，剩余的气体比理论上多可以从反应是否充分，装置的气密性等角度分析．
（3）根据木炭和氧气反应生成二氧化碳气体结合压强知识进行分析．

解答 解：（1）由于铜的氧化反应只消耗掉了空气中的氧气，空气中氧气约占空气总体积的五分之一，30mL空气中氧气的体积约为：30mL×$\frac{1}{5}$=6mL，理论上密闭容器中剩余的气体的体积为：30mL-6mL=24mL；由此证明空气中氧气约占空气总体积的五分之一；故答案为：24；$\frac{1}{5}$；2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
（2）最后剩余气体26mL，结果偏小，原因可能是装置漏气，铜丝量不足，反应不充分等，故答案为：装置漏气；铜丝量不足；没有冷却到室温就观察；反应不充分等；
（3）木炭和氧气反应生成二氧化碳气体，系统中压强基本不变，不能用了测量空气中氧气的含量，故答案为：否；木炭和氧气反应生成二氧化碳气体，系统中压强基本不变．

点评 本题能通过实验探究的方式考查了铜与氧气的反应，空气中氧的体积分数，提高了学生学以致用的意识．