Question

【题目】某探究小组为测定空气中氧气的含量做如下实验：

图1是利用气压传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化的实验装置。

图2是集气瓶内气压的变化情况。

图3是利用铜粉与氧气加热后反应生成氧化铜的原理，测定空气中氧气含量的实验装置。

（1）图1实验：点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入集气瓶中并把橡皮塞塞紧。待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹。下列有关图2的分析不正确的是________。

A．BC段气压增大的主要原因是燃烧放热

B．CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却 。

C．DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶

D．若用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图2基本一致

（2）图3实验的主要实验步骤如下：

① 组装装置，检查装置的气密性；

② 向试管中加入足量的铜粉，铜粉要足量的原因是_____；

③ 点燃酒精灯，不停地抽拉注射器的活塞，充分反应后停止加热。

试管中发生的化学反应方程式为_________。实验前，该注射器中空气的体积至少为_______mL，才能顺利的完成实验。用酒精灯在铜粉部位加热时，若实验过程中没有不断推拉注射器，则可能导致测定的空气中氧气的体积分数______（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。

Answer 1

【答案】D 使装置内氧气耗尽 2 Cu + O22 CuO 25 偏小

【解析】

（1）A、该实验中的气压先由于红磷燃烧，温度升高，集气瓶内的气体受热膨胀，故BC段气压升高，故A正确。

B、CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗且瓶内温度逐渐冷却，故正确；

C、待温度冷却打开止水夹时，瓶内的氧气含量减少，气压降低，在大气压的作用下，水进入集气瓶，使瓶内气压增加，故DE段气压增大的主要原因是烧杯中的水进入集气瓶，故正确；

D、木炭燃烧后有二氧化碳气体生成，故瓶内的气压只有刚开始时由于温度的升高气压变大，其他时候，瓶内的气压几乎不变，故错误。故选D。

（2）②反应物铜粉要过量的原因是耗尽试管中的氧气。③试管中铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，反应的方程式为：2 Cu + O22 CuO。要能够测量空气中氧气的体积分数，必须要知道反应后剩余气体的体积，故反应中耗掉氧气的体积最大是针筒的容积，故设针筒的容积为v，则=，得v=25mL。若实验过程中没有不断推拉注射器，则可能导致装置内氧气没有被完全消耗，故测定的空气中氧气的体积分数偏小。