Question

在测定空气中氧气含量的实验中，小强采用了右图所示装置：在由两个注射器组成的密闭系统中留有25mL空气，给装有细铜丝的玻璃管加热，同时缓慢推动两个注射器活塞，至玻璃管内的铜丝在较长时间内无进一步变化时停止加热，生成黑色固体氧化铜，待冷却至室温，将气体全部推至一个注射器内，观察密闭系统内空气体积变化．
（1）在实验加热过程中，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是

 

．
（2）写出该实验中反应的文字表达式

 

，属于

 

反应．
（3）小强测得实验结果如下：

反应前注射器内气体总体积	反应后注射器内气体总体积
25mL	22mL

由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数

 

 21%（填“＞”、“=”、“＜”）．造成该实验出现误差的原因可能是

 

．（填序号）
①没有交替缓缓推动两个注射器活塞；②读数时没有冷却至室温；③加入铜丝量太少；④加入铜丝量太多
（4）通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是

 

．

Answer 1

分析：本实验是通过铜与氧气反应来测定氧气在空气中的含量，反应过程中要反复推断活塞，目的是让氧气全部参加反应，为了实验结果的准确，铜的量一定要足够，另外，反应后要等到装置冷却再读数；测量混合物中某成分的含量时，一般方法是通过化学反应除去混合物中的一种成分，再根据体积或质量变化得出这种成分的含量．

解答：解：（1）观察装置，注射器的前端、璃管比较细，不利于铜丝与注射器里的氧气反应，为了使注射器里的空气中的氧气能充分与铜丝反应，在实验加热过程中，可以交替缓慢推动两个注射器活塞；
（2）铜和氧气反应文字表达式为铜+氧气

加热

氧化铜，两种物质生成一种物质，属于化合反应．
（3）由此数据计算空气中氧气的含量为：

25-22

25

×100%=12%，故小于21%、原因可能是没有交替缓缓推动两个注射器活塞；读数时没有冷却至室温；加入铜丝量太少；
（4）测量混合物中某成分含量的方法是通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积（或质量）的变化，从而得出该种成分的含量．
故答案为：（1）使空气中的氧气充分反应；
（2）铜+氧气

加热

氧化铜，化合反应；
（3）＜、③
（4）通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积（或质量）的变化，从而得出该种成分的含量．（其它答案合理也可）

点评：测定空气中氧气体积分数的实验方案比较多，方法各异，但其原理是一致的，即利用可燃物在密闭容器内的空气中燃烧，耗尽其中的氧气，使容器内气体的减小或压强小于外界大气压，水或其他液体进入容器内的体积约为为氧气的体积，从而得出结论，但实验时，应注意：可燃物必须是过量的；装置的气密性必须好；燃烧完毕，必须要等装置冷却至室温等．