题目内容
【题目】测定空气中氧气含量的方法有多种。
Ⅰ、某小组用下列装置测定空气中氧气的含量。初始有 100 mL 的空气,轮流推动两个注射器,使空气反复流动经过炽热的过量的铜表面,发现有铜变成了黑色的氧化铜,直至剩余气体的体积不再发生变化时停止实验。
(1)上述反应的文字表达式为 ___。
(2)读取最终体积前,先让气体冷却的目的是 ___。
(3)实验过程中,轮流推动两个注射器的目的是 ___。
(4)若开始时,管内的铜太少,则会使测定结果 ___。(填“偏大”“偏小”或“不变”, 下同)若其中一个注射器的活塞无法顺利推动,则对实验可能造成的影响是 ______。
Ⅱ、实验室常用如图装置一测定空气中氧气的含量。
(实验步骤)具体实验步骤有:①在硬质玻璃管中装入铜粉,两端塞上带导管的橡皮塞,其中一端用气球密封;②测量出实验所用硬质玻璃管的体积;③停止加热后,待试管冷却至室温,注射器活塞稳定后,记录注射器中气体的体积;④用酒精灯在铜粉部位加热,加热时不断推拉注射器;⑤移动注射器活塞,在注射器中留下一定体积的气体,记录体积后与硬质玻璃管另一 端密封连接,并将其固定在铁架台上。
正确的操作步骤为 ____(填数字序号);
(实验记录)下表是甲、乙、丙三组同学记录的实验数据
填写上表中空白,帮助丙组同学完成实验数据的统计。_____、_______.
Ⅲ、某实验小组利用如图所示装置测定空气中氧气体积分数并取得成功。
(查阅资料)白磷燃烧所需的最低温度(也叫着火点)为 40℃。
(实验准备)锥形瓶内空气体积为 250mL,注射器中水的体积为 60mL,该装置气密性良好。
(实验探究)装入药品,按如图所示连接好仪器,夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中,白磷很快被引燃,然后将锥形瓶从热水中取出。
(现象分析)(1)将锥形瓶底部放入热水中,白磷被引燃,白磷燃烧时产生大量 ___,并放出热量;
(2)在整个实验过程中,可观察到气球的变化是 ___(填字母)
A.变小 B 变大 C.先变小后变大 D 先变大后变小
(3)待白磷熄灭,锥形瓶冷却到室温后,打开弹簧夹,还可观察到的现象是:①注射器中的水自动喷射出来;②当注射器中的水还剩约 ___时停止下流。
(4)在锥形瓶底铺一层细沙的作用是防止 ___。
(得出结论)____。
【答案】铜+氧气氧化铜。 防止装置中的气体遇热膨胀 使氧气与铜充分反应 偏小 偏小 ②①⑤④③ 14mL 20% 白烟 D 10mL 锥形瓶发生炸裂 氧气约占空气总体积的
【解析】
Ⅰ(1)铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,故文字表达式写为:铜+氧气氧化铜。
(2)反应放热,气体遇热体积膨胀,读取最终体积前,先让气体冷却,读数才准确,故填防止装置中的气体遇热膨胀。
(3)使封闭空气中的氧气与铜丝充分接触,使氧气与铜充分反应,故填使氧气与铜充分反应。
(4)管内的铜太少,不能将氧气耗尽,会使结果偏小,故填偏小;
若其中一个注射器的活塞无法顺利推动,不能将氧气耗尽,会使测量结果偏小,故填偏小。
Ⅱ实验的正确操作步骤是:②测量出实验所用硬质玻璃管的体积;①在硬质玻璃管中装入铜粉,两端塞上带导管的橡皮塞,其中一端用气球密封;⑤移动注射器活塞,在注射器中留下一定体积的气体,记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接,并将其固定在铁架台上;④用酒精灯在铜粉部位加热,加热时不断推拉注射器;③停止加热后,待试管冷却至室温,注射器活塞稳定后,记录注射器中气体的体积;,故填②①⑤④③;
消耗氧气的体积为20mL-6mL=14mL,故填14mL;
空气中氧气的体积分数为 ×100%= 20%,故填20%.
Ⅲ(1)白磷燃烧时发出黄光。放出热量,产生大量白烟,故填白烟。
(2)白磷燃烧放出热量,气体受热体积膨胀,压强增大,气球变大,冷却到室温时,瓶内氧气减小,气球随之变小,故选D。
(3)空气中氧气的体积约占空气的1/5,锥形瓶内空气体积为250mL,所以锥形瓶中氧气的体积为50mL,当注射器中的水还剩余10mL时停止流下,此时瓶内外压强相当,故填10mL。
(4)在锥形瓶底铺一层细沙的作用是防止锥形瓶受热不匀发生炸裂,故填锥形瓶发生炸裂;
由以上分析知进入锥形瓶内的水的体积为50mL,即原瓶内的氧气体积为50mL,瓶的容积为250mL,所以氧气约占空气总体积的 ,故填氧气约占空气总体积的 。