Question

2．化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用下列裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①在硬質(zhì)玻璃管中加入銅粉，兩端塞上帶玻璃導(dǎo)管的橡皮塞，一端用氣球封閉一端連接注射器；
②根據(jù)酒精燈高度，將連接好的裝置固定在鐵架臺(tái)上；
③移動(dòng)注射器活塞，在注射器中留下一定體積的氣體，記錄體積；
④測(cè)量出實(shí)驗(yàn)所用硬質(zhì)玻璃管的容積；
⑤用酒精燈加熱銅粉部分，并不斷推拉注射器；
⑥停止加熱后，待試管冷卻至室溫，注射器活塞穩(wěn)定后，記錄注射器中氣體的體積．
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)的正確步驟是④①②③⑤⑥（填數(shù)字序號(hào)）．
（2）該實(shí)驗(yàn)測(cè)定的原理是：利用銅消耗裝置中的氧氣，裝置中減少的體積即為氧氣的體積．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)如何測(cè)量該硬質(zhì)玻璃管的容積？一定條件下，向硬質(zhì)玻璃管中注滿水，然后把水注入量筒中，水的體積即為硬質(zhì)玻璃管的容積．
（4）在實(shí)驗(yàn)加熱過程中，硬質(zhì)玻璃管上小氣球的作用是緩沖，防止膠塞飛出，不斷推拉注射器活塞的目的是使裝置中的氧氣完全反應(yīng)．
（5）假設(shè)硬質(zhì)玻璃管的容積為50mL，反應(yīng)前注射器中氣體的體積為20mL，反應(yīng)后注射器中氣體的體積為6mL，則反應(yīng)消耗的氧氣的體積為14mL．由此，可得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論氧氣約占空氣總體積的五分之一．
（6）不同實(shí)驗(yàn)小組做上述實(shí)驗(yàn)時(shí)結(jié)果差別較大，其中有些小組測(cè)定出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于實(shí)際數(shù)值，這可能是由什么原因引起的？（答出兩點(diǎn)即可）．
①裝置漏氣；②銅不足．
有些小組測(cè)定出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)高于實(shí)際數(shù)值，原因？（答出兩點(diǎn)即可）．
①氣球中殘留有氣體；②讀數(shù)不準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 加熱條件下，銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅固體；
氧氣約占空氣總體積的五分之一；
如果操作不當(dāng)，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甚至?xí)��?dǎo)致實(shí)驗(yàn)失�。�

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)的正確步驟是：測(cè)量出實(shí)驗(yàn)所用硬質(zhì)玻璃管的容積，在硬質(zhì)玻璃管中加入銅粉，兩端塞上帶玻璃導(dǎo)管的橡皮塞，一端用氣球封閉一端連接注射器，根據(jù)酒精燈高度，將連接好的裝置固定在鐵架臺(tái)上，移動(dòng)注射器活塞，在注射器中留下一定體積的氣體，記錄體積，用酒精燈加熱銅粉部分，并不斷推拉注射器，停止加熱后，待試管冷卻至室溫，注射器活塞穩(wěn)定后，記錄注射器中氣體的體積．
故填：④①②③⑤⑥．
（2）該實(shí)驗(yàn)測(cè)定的原理是：利用銅消耗裝置中的氧氣，裝置中減少的體積即為氧氣的體積．
故填：利用銅消耗裝置中的氧氣，裝置中減少的體積即為氧氣的體積．
（3）測(cè)量該硬質(zhì)玻璃管容積的方法是：一定條件下，向硬質(zhì)玻璃管中注滿水，然后把水注入量筒中，水的體積即為硬質(zhì)玻璃管的容積．
故填：一定條件下，向硬質(zhì)玻璃管中注滿水，然后把水注入量筒中，水的體積即為硬質(zhì)玻璃管的容積．
（4）在實(shí)驗(yàn)加熱過程中，硬質(zhì)玻璃管上小氣球的作用是緩沖，防止膠塞飛出，不斷推拉注射器活塞的目的是使裝置中的氧氣完全反應(yīng)．
故填：緩沖，防止膠塞飛出；使裝置中的氧氣完全反應(yīng)．
（5）假設(shè)硬質(zhì)玻璃管的容積為50mL，反應(yīng)前注射器中氣體的體積為20mL，反應(yīng)后注射器中氣體的體積為6mL，則反應(yīng)消耗的氧氣的體積為：20mL-6mL=14mL，氧氣約占空氣總體積的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{14mL}{50mL+20mL}$=$\frac{1}{5}$，由此，可得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的五分之一．
故填：14；氧氣約占空氣總體積的五分之一．
（6）如果裝置漏氣，銅不足，都能夠?qū)е聹y(cè)定出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于實(shí)際數(shù)值．
故填：裝置漏氣；銅不足．
如果氣球中殘留有氣體，讀數(shù)不準(zhǔn)確，都能夠?qū)е聹y(cè)定出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)高于實(shí)際數(shù)值．
故填：氣球中殘留有氣體；讀數(shù)不準(zhǔn)確．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．