Question

7．如图是某同学用来测定空气中氧气含量的实验装置，请回答有关问题：

（1）由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统，其中注射器中存有19mL空气，玻璃管的容积是40mL．你所看到的硬质玻璃管内的现象是铜粉由红色变为黑色，
发生反应的文字表达式：铜+氧气$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$氧化铜，反应的基本类型是化合反应；
（2）保证空气跟铜粉充分接触的操作是：交替缓慢推动两注射器；
（3）等铜粉颜色不再改变，停止加热，冷却至室温，挤出气球内的气体，发现注射器中的气体体积约为7mL．
通过计算，你认为该同学测定得到的空气中氧气的体积分数约是20.3%，＜ 2l%（填“＞”、“=”、“＜”）；请你判断：实验前后，密闭系统内物质的总质量不变（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）装置气密性良好和使氧气跟铜反应充分，是本实验成功的关键．请你分析使实验成功的其他合理操作（不包含前面已有的操作，回答两点即可）：
等到装置冷却后再读数；温度足够高．

Answer 1

分析 （1）根据铜丝被加热生成氧化铜解答；
（2）根据交替缓慢推动两注射器的目的是使空气中的氧气与铜充分反应解答；
（3）根据计算空气中氧气的含量的方法和质量守恒定律解答；
（4）根据使实验成功的合理操作分析解答．

解答 解：
（1）铜丝被加热生成氧化铜；实验过程中出现的现象是：铜粉由红色变为黑色，反应的文字表达式为：铜+氧气$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$氧化铜．
（2）在实验的加热过程中，交替缓慢推动两注射器的目的是使空气中的氧气与铜充分反应．故保证空气跟铜粉充分接触的操作是：交替缓慢推动两注射器；
（3）由此数据计算空气中氧气的含量为：$\frac{19mL-7mL}{19mL+40mL}×$100%≈20.3%，＜21%，可能是装置漏气，加热时气体体积膨胀，跑出一部分；根据质量守恒定律，实验前后，密闭系统内物质的总质量不变；
（4）装置气密性良好和使氧气跟铜反应充分，是本实验成功的关键，使实验成功的其他合理操作可以是等到装置冷却后再读数，温度足够高；
答案：
（1）细铜丝由红色变为黑色；铜+氧气$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$氧化铜；
（2）交替缓慢推动两注射器；
（3）20.3%；＜；不变；
（4）等到装置冷却后再读数；温度足够高．

点评 实验的改进中要注意到方法和药品的完善，但是不能改变的是基本的实验原理．另外实验改进要方法更科学、操作更简单、现象更明显、结论更明确．