Question

3．如圖是測定空氣中氧氣的含量的實(shí)驗(yàn)：

（1）為什么加熱時(shí)，要同時(shí)交替緩慢推動兩個(gè)注射器活塞？使氧氣得到充分反應(yīng)．
（2）如果在由兩個(gè)針筒組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)留有30mL空氣，停止加熱后冷卻至室溫，若氧氣已經(jīng)全部耗盡，將氣體全部推至一注射器中，注射器內(nèi)氣體體積為24mL，則消耗掉的氧氣的體積為6mL．由此可以得出結(jié)論是氧氣占空氣體積的五分之一．
（3）小華同學(xué)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后觀察到注射器內(nèi)剩余28mL氣體，你認(rèn)為造成這種差別的原因可能有哪些？
（1）裝置的氣密性不好，交替緩緩?fù)苿觾蓚�(gè)注射器活塞時(shí)少量空氣排出；
（2）銅絲太少，反應(yīng)時(shí)間不夠；
（3）未交替緩緩?fù)苿觾蓚�(gè)注射器活塞，加入的銅絲的量不足，沒有完全消耗掉氧氣；
（4）讀數(shù)時(shí)沒有冷卻至室溫．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)是通過銅與氧氣反應(yīng)來測定氧氣在空氣中的含量，反應(yīng)過程中要反復(fù)推斷活塞，目的是讓氧氣全部參加反應(yīng)，為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確，銅的量一定要足夠，另外，反應(yīng)后要等到裝置冷卻再讀數(shù)；測量混合物中某成分的含量時(shí)，一般方法是通過化學(xué)反應(yīng)除去混合物中的一種成分，再根據(jù)體積或質(zhì)量變化得出這種成分的含量．

解答 解：（1）為了使注射器里的空氣中的氧氣能充分與銅絲反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)加熱過程中，可以交替緩慢推動兩個(gè)注射器活塞；
（2）通過交替推動兩個(gè)注射器的活塞而使空氣中的氧氣全部與銅反應(yīng)，氣體體積將減少$\frac{1}{5}$，即剩余氣體體積=30ml×（1-$\frac{1}{5}$）=24mL；通過該實(shí)驗(yàn)可以說明空氣中約含有$\frac{1}{5}$體積的氧氣；
（3）分析測定的數(shù)據(jù)剩余23mL氣體，本應(yīng)剩余24mL，主要原因：裝置的氣密性不好交替緩緩?fù)苿觾蓚�(gè)注射器活塞時(shí)少量空氣排出等．
分析測定的數(shù)據(jù)剩余28mL氣體，本應(yīng)剩余24mL造成這種差別原因主要有以下幾個(gè)原因：銅絲太少，反應(yīng)時(shí)間不夠，加熱溫度不夠，未交替緩緩?fù)苿觾蓚�(gè)注射器活塞，加入的銅絲的量不足，沒有完全消耗掉氧氣，讀數(shù)時(shí)沒有冷卻至室溫等都可以造成數(shù)據(jù)的差異．
故答案為：（1）使氧氣得到充分反應(yīng)；
（2）24，6，氧氣占空氣體積的五分之一；
（3）裝置的氣密性不好，交替緩緩?fù)苿觾蓚�(gè)注射器活塞時(shí)少量空氣排出；
銅絲太少，反應(yīng)時(shí)間不夠；
未交替緩緩?fù)苿觾蓚�(gè)注射器活塞，加入的銅絲的量不足，沒有完全消耗掉氧氣；
讀數(shù)時(shí)沒有冷卻至室溫．

點(diǎn)評 測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)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(nèi)的空氣中燃燒，耗盡其中的氧氣，使容器內(nèi)氣體的減小或壓強(qiáng)小于外界大氣壓，水或其他液體進(jìn)入容器內(nèi)的體積約為為氧氣的體積，從而得出結(jié)論，但實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)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．