Question

2．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，其中A是底面积为50cm²、高为20cm的圆筒状玻璃容器（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计）
（1）在操作a中检查气密性的方法是将右侧的玻璃管上提，若两边液面形成稳定的液面差，则气密性良好．
（2）在上述实验中，下列物质不能代替铜粉的是BD．
A．红磷    B．木炭    C．铁粉    D．石蜡
（3）在操作d结束时，装置A中液面约为12（填整数）cm．如果在操作结束时，装置A中液面刻度在11cm处，则实验结果比理论值大（填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 只有熟悉用铜粉、铁粉和红磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，才能正确解答本题．
（1）根据检验装置气密性的方法解答；
（2）根据木炭和硫与氧气反应生成气体进行解答；
（3）根据空气中氧气的体积分数进行解答．

解答 解：（1）在操作a中检查装置气密性的方法是由B装置中玻璃管的敞口出加入水，并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处，静置一会儿后观察A中液面若仍然在15cm处，则说明装置的气密性良好．
（2）选项中只有木炭、石蜡与氧气反应能产生气体，因此不能用木炭代替铜粉．故选BD．
（3）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×$\frac{1}{5}$=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11cm处，则15cm-11cm=4cm＞3cm．说明实验结果比理论值偏大．
故答案为：
答案：（1）将右侧的玻璃管上提，若两边液面形成稳定的液面差，则气密性良好；（2）BD；　（3）12；　大．

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．