Question

18．在測定空氣中氧氣含量的實驗中，小強采用了如圖所示裝置，在由兩個注射器組成的密閉系統中留有25mL空氣，給裝有細銅絲的玻璃管加熱，同時緩慢推動兩個注射器活塞，至玻璃管內的銅絲在較長時間內無進一步變化時，停止加熱，冷卻至室溫．將氣體全部推進一個注射器，觀察密閉系統內空氣體積的變化．
（1）在實驗加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是使空氣中的氧氣充分反應．
（2）寫出該實驗中反應的文字表達式：銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅．
（3）小強測得的實驗結果如下：

反應前注射器內氣體總體積	反應后注射器內氣體總體積
25mL	22mL

由此數據可以推算出他測定的空氣中氧氣的體積分數＜（填“＞”、“＜”或“=”）21%．造成該實驗出現誤差的原因可能是①②③（填序號）．
①、沒有交替緩慢推動兩個注射器活塞    ②、讀數時沒有冷卻至室溫
③、加入銅絲量太少　　　　　　　　    ④、加入銅絲量太多．

Answer 1

分析 （1）觀察裝置，注射器的前端、玻璃管比較細，不利于銅絲與注射器里的氧氣反應，為了使注射器里的空氣中的氧氣能充分與銅絲反應，在實驗加熱過程中，可以交替緩慢推動兩個注射器活塞；
（2）根據反應原理寫出反應的文字表達式；
（3）在本實驗中測定的數據要受多種因素影響：①注射器的前端、玻璃管比較細，不利于銅絲與注射器里的氧氣反應，未交替緩緩推動兩個注射器活塞，②為了耗盡注射器里的空氣中的氧氣，加入的銅絲的量必須是足量的，③裝置的氣密性必須好等．

解答 解：（1）在實驗加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是，使空氣中的氧氣充分反應，使實驗結果準確．
（2）銅和氧氣反應的文字表達式：銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅；
（3）由此數據計算空氣中氧氣的含量為：$\frac{25mL-22mL}{25mL}$×100%=12%，故小于21%；
測定的數據比實際數據偏小，原因主要有以下幾個原因：①注射器的前端、玻璃管管比較細，不利于銅絲與注射器里的氧氣反應，應交替緩緩推動兩個注射器活塞，②為了耗盡注射器里的空氣中的氧氣，加入的銅絲的量必須是足量的，③裝置的氣密性必須好等．
答案：（1）使空氣中的氧氣充分反應；
（2）銅+氧氣$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅；
（3）＜、①②③

點評 測定空氣中氧氣體積分數的實驗方案比較多，方法各異，但其原理是一致的，即利用可燃物在密閉容器內的空氣中燃燒，耗盡其中的氧氣，使容器內氣體的減小或壓強小于外界大氣壓，水或其他液體進入容器內的體積約為為氧氣的體積，從而得出結論，但實驗時，應注意：可燃物必須是過量的；裝置的氣密性必須好；燃燒完畢，必須要等裝置冷卻至室溫等．