题目内容

7．为了探究空气中氧气的体积分数，小明设计了如图所示的装置．A是有刻度的圆筒玻璃容器，在零刻度正上方有一圆形缺口，并用带橡皮塞B固定着电源和惰性电热板，C为能自由移动的活塞．小明的操作过程如下：
a．检查装置的气密性；
b．将两个活塞C分别调整到左右两边刻度的10厘米处；
c．将铜粉平铺在惰性电热板上，塞上橡皮塞B；（已知铜在空气中受热会生成氧化铜）
d．通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况．记录两活塞C之间的距离为h．
e．根据数据h列出公式，计算空气中氧气的体积分数．（注：A容器内的固态物质、惰性电热板、活塞部分所占体积忽略不计，活塞与玻璃容器之间的摩擦力也忽略不计）
请据此回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法：移动两活塞C到刻度为10厘米处，塞紧橡皮塞B，用双手将两活塞C向里推一定的距离，然后松手并观察活塞向外移动直到停止，如果两活塞C的距离为20厘米，说明装置气密性好．
（2）为了得到准确的实验结果，实验步骤c应该调整为塞紧橡皮塞B．
（3）调整实验步骤c后，在实验步骤d中两活塞变化情况是怎么样的？h的值约为多少？16厘米
（4）空气中氧气的体积分数的计算公式（含字母h）为$\frac{20cm-h}{20cm}$．
（5）如果在操作d中惰性电热板没有冷却到原来温度，则e操作中计算出的实验结果比理论值偏小（选填“大”或“小”）．

分析 （1）根据题意“将两个可自由移动的活塞C分别调整到左右两边刻度的10cm处”，则可推测两活塞C的距离应为20cm，才能证明气密性好；
（2）考虑是否漏气；
（3）考虑铜与空气中的氧气反应、空气中氧气的体积分数进行分析；
（4）考虑铜反应消耗的氧气，故可用含字母h的公式，进行分析；
（5）如果在操作d中惰性电热板没有冷却到原来温度，则h值偏大进行解答．

解答 解：（1）根据题意“将两个可自由移动的活塞C分别调整到左右两边刻度的10cm处”，则可推测两活塞C的距离应为20cm，才能证明气密性好，故松手活塞向外移动，直到两活塞C的距离为20cm时停止移动，说明装置气密性好．
（2）为了得到准确的实验结果，实验步骤c应该调整为塞紧橡皮塞B．
（3）调整实验步骤c后，b-d的实验步骤中，铜与空气中的氧气反应，而空气中氧气的体积分数为五分之一，故两活塞之间的距离h具体变化情况是h先大于20cm，后逐渐减少，直到h约等于16cm时保持不变．
（4）空气中氧气的体积分数的计算公式（含字母h）为$\frac{20cm-h}{20cm}$．
（5）如果在操作d中惰性电热板没有冷却到原来温度，则h值偏大，根据$\frac{20cm-h}{20cm}$，则e操作中计算出的实验结果比理论值偏小．
故答案为：
（1）20．（2）塞紧橡皮塞B；（3）h先大于20cm，后逐渐减少，直到h约等于16cm时保持不变．（4）$\frac{20cm-h}{20cm}$．（5）小．

点评 本题主要考查用铜粉测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．此题在用红磷和集气瓶测定氧气在空气中体积分数的实验的基础上做了改进，但反应原理是相同的，同学们可参照原来的实验进行解答此题．

练习册系列答案
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6．简答题

（1）洗涤剂能去除油污，因为其具有乳化作用．
（2）养鱼池中设立水泵的目的是增大空气与水的接触面积，增加水中氧气的溶解量
（3）打开汽水瓶盖时，汽水会自动喷出来，说明气体在水中的溶解度与压强有关．
（4）铁锈主要成分是Fe2O3（填化学式）
7．关于氧气的化学性质的说法中，正确的是（　　）
A．氧气不易溶于水B．常温下氧气可以和所有的物质反应
C．氧气的化学性质比较活泼D．氧气有可燃性
4．科学兴趣小组的同学用氢氧化钠溶液和稀盐酸进行酸碱反应的实验．过程如图（一）

 （1）小明在实验过程中，烧杯里溶液的pH（纵坐标表示）与滴加溶液的体积V（横坐标表示）之间的变化如图（二）所示，可知烧杯中甲溶液是稀盐酸；
（2）小红实验时，用了10克7.3%的稀盐酸，则当完全反应时，用去4%的氢氧化钠溶液多少克？（写出计算过程）
2．下列各种物质只含同种元素原子的是②③④⑤，属于纯净物的是③⑤，属于混合物的是①②④⑥．
①生铁 ②生理盐水 ③纯净的水 ④矿泉水⑤氧气⑥食盐．
12．现有以下常见化学实验装置，请按要求回答问题：

（1）可用作洗涤或干燥气体的装置是⑥（填序号），若只用于干燥气体则该装置中应加入的液体为浓硫酸．（填试剂的名称）
（2）实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气，制气发生装置是③（填序号） 反应的化学方程式2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑
（3）从环保的角度考虑，实验室常选用双氧水替代高锰酸钾制取氧气，两者比较，双氧水较环保的原因是反应过程中不需加热；请写出用双氧水制取氧气的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑
（4）利用浓硫酸的脱水性，将甲酸（HCOOH）滴入浓硫酸中可生成一氧化碳和水，该反应为：HCOOH$\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{\;}$H2O+CO↑．若要制取CO，并控制CO的生成速度，应选用如图仪器中的（填序号）：①制取气体，制得的CO气体用来实验室还原CuO的实验应选⑤ 装置（填序号）．
（5）装置⑥可以用于气体的收集，请用图中“a”或“b”填空：当收集可溶于水、比空气重的CO2气体时，采用排空气法，气体应从b 通入，当收集难溶或微溶于水的气体时，采用排水法收集气体时，先将集气瓶装满水，再将气体从a通入；若要将瓶中气体导出，应将水从b 充入．
19．下列对燃烧现象的描述，正确的是（　　）
A．铁丝在空气中燃烧火星四射，生成黑色固体
B．硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰
C．蜡烛在氧气中燃烧产生大量的白烟
D．木炭在充足的氧气中燃烧产生明亮的火焰和黑烟
16．如图两幅微观示意图揭示了化学变化的微观实质．相关说法中正确的是（　　）
A．化学反应前后分子和离子的个数是不变的
B．原子在化学变化中是可以再分的
C．两幅图表示的都是化合反应
D．其中一幅可以体现中和反应的实质
17．如图是甲、乙两种固体溶解度曲线回答下列问题：
（1）30℃时，固体甲的溶解度是30克
（2）当温度为20℃时，甲、乙两种溶解度相等
（3）若要将甲从它溶液中结晶出来，可采用冷却热饱和溶液法，若要将乙从它溶液中结晶出来，可采用蒸发溶剂法（选填“冷却热饱和溶液”或“蒸发溶剂”）

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