Question

【题目】为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的铜粉放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置。假设此实验能够按照小华的设想正常进行，且铜粉所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：

资料：铜在加热条件下只能与氧气反应，而镁在加热条件下不仅与氧气反应，还能与氮气、二氧化碳等起反应。

（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明_______________________________；

（2）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热铜粉，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。可观察到的现象为_______________________，铜粉充分反应的文字表达式：_____________；

（3）不能用木炭替代铜粉的原因：____________；不用镁替代铜粉的原因：_______________；

（4）该装置相对于书本提供的装置的优点：_______________；

（5）如果完全冷却后，实验测得结果小于1/5。原因：____________。

Answer 1

【答案】气密性良好；活塞前沿在40mL刻度处；铜+氧气氧化铜；生成物是气体，压强几乎不变；镁不仅与氧气反应，还能与氮气、二氧化碳等反应；气密性更好（结果更精确）或无污染（答案合理的均可）；铜粉不足。

【解析】

（1）根据装置气密性检查方法分析解答；

（2）根据氧气约占空气体积的五分之一分析解答；根据铜与氧气在加热的条件下生成氧化铜解答；

（3）根据生成物的状态及镁能够与空气中的多种组成成分反应分析解答；

（4）根据该装置的特点分析解答；

（5）根据实验注意事项分析解答。

（1）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明气密性良好；

（2）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热铜粉，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。可观察到的现象为活塞前沿在［60mL-（40mL+60mL）× ］=40mL刻度处，铜粉充分反应的文字表达式：铜+氧气氧化铜；

（3）不能用木炭替代铜粉的原因：生成物是气体，压强几乎不变；不用镁替代铜粉的原因：镁不仅与氧气反应，还能与氮气、二氧化碳等反应；

（4）该实验中药品在密闭的装置内反应，故该装置相对于书本提供的装置的优点：无污染（答案合理的均可）；

（5）如果完全冷却后，实验测得结果小于1/5。原因：铜粉不足。