Question

8．為測(cè)定空氣中氧氣的含量，小華同學(xué)打算設(shè)計(jì)如下方案：選用實(shí)際容積為50mL的具支試管作反應(yīng)容器，將過(guò)量的銅粉放入試管，用橡皮塞塞緊具支試管，通過(guò)導(dǎo)管與實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器組成如圖的實(shí)驗(yàn)裝置．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)前，將注射器活塞前沿從30mL刻度處推至20mL刻度處，
然后松開(kāi)手，若活塞仍能返回至30mL刻度處，則說(shuō)明裝置的氣密性好；
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，注射器活塞前沿停在30mL的刻度線上，用酒精燈加熱銅粉，會(huì)看到試管內(nèi)固體由紅色變?yōu)楹谏�，等到具支試管冷卻后觀察，活塞前沿約停在14mL的刻度線上．
（3）在實(shí)驗(yàn)加熱過(guò)程中，緩慢推動(dòng)注射器活塞的目的是使空氣中的氧氣充分反應(yīng)．
（4）具支試管上固定小氣球的作用防止橡膠塞彈出、注射器活塞彈出等．
（5）寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)的化學(xué)反應(yīng)方程式2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO．

Answer 1

分析 本題是測(cè)定空氣中氧氣的含量，我們常用加熱銅粉的方法，因?yàn)殂~燃燒生成黑色固體氧化銅，幾乎不占空間，使得內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，從而得到正確的結(jié)論．因此在選擇可燃物時(shí)，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)．保證本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)．如圖所示，試管和注射器內(nèi)空氣的總體積為80毫升，可以根據(jù)氧氣約占空氣體積的五分之一，來(lái)推算活塞的位置．

解答 解：（1）打開(kāi)彈簧夾，將注射器活塞前沿從30mL刻度處推至20mL刻度處，然后松開(kāi)手，若活塞仍能返回至30mL刻度處，則說(shuō)明該裝置嚴(yán)密，故答案為：裝置的氣密性好；
（2）如圖所示，試管和注射器內(nèi)空氣的總體積為80毫升，用酒精燈加熱銅粉，會(huì)看到試管內(nèi)固體由紅色變?yōu)楹谏��?0毫升空氣中氧氣的體積為80mL×$\frac{1}{5}$=16mL，因此等到具支試管冷卻后觀察，活塞向右移動(dòng)16毫升，活塞前沿約停在14mL的刻度線上．故答案為：固體由紅色變?yōu)楹谏��?4；
（3）在實(shí)驗(yàn)加熱過(guò)程中，為使空氣中的氧氣充分反應(yīng)，應(yīng)交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器活塞．故答案為：使空氣中的氧氣充分反應(yīng)；
（4）為防止橡膠塞彈出、注射器活塞彈出等，應(yīng)在具支試管上固定小氣球．故答案為：防止橡膠塞彈出、注射器活塞彈出等；
（5）銅和氧氣在加熱的條件下反應(yīng)生成氧化銅，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO
答案：
（1）裝置的氣密性好；
（2）固體由紅色變?yōu)楹谏��?4；
（3）使空氣中的氧氣充分反應(yīng)；
（4）防止橡膠塞彈出、注射器活塞彈出等；
（5）2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)是用銅粉測(cè)定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)，屬于實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究．這類探究實(shí)驗(yàn)要具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)設(shè)計(jì)的步驟中不同的現(xiàn)象去思考、去探究，從而回答題目給出的問(wèn)題．本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在填空題和實(shí)驗(yàn)題中．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)．