Question

5．如图是测定空气中氧气含量的实验装置图及主要步骤．请补充；

（1）将一支具支试管装满水，塞上胶塞．然后打开胶塞，将水倒入量筒中，记录体积为30ml．本操作的目的是．测量该具支试管的容积
（2）先预热然后再固定在铜粉部位加热，加热时要不断推拉注射器，目的是使空气中的氧气充分反应．观察到的现象是铜粉逐渐变成黑色，气球不断的变大或变小（合理即可）．
（3）根据下表提供的实验数据，完成填空：

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中中空气的体积	反应后注射器中中空气的体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25ml	15ml	8ml	17.5%

（4）若实验测得的结果偏小，可能的原因有那些？（列举两条）铜粉的量可能不足，没有将氧气消耗尽；装置可能漏气；实验中可能未冷却至室温就读数等，
（5）实验拓展：下图是测定氧气含量的三种方法

①图1与图2比较有什么缺点？．将燃着的红磷伸入集气瓶时空气受热逸出，实验误差大（或浪费燃料等）
②利用图3进行实验，白磷在热水加热的条件下会着火燃烧，整个过程中活塞的移动方向是向右；充分冷却后活塞应停留在4．（填数字）．
③金属镁条不仅与氧气反应，还能与空气中的氮气、二氧化碳反应．如果把图1中的红磷换成镁条，则实验结果偏偏大（填大或小）．

Answer 1

分析 （1）往具支试管中装满水，然后倒入量筒中测量水的体积，即该具支试管的容积；
（2）若没有推拉注射器活塞，氧气没有充分反应；
（3）注射器内气体减少的量就是氧气的量；
（4）根据测定空气中氧气的体积分数实验的原理、注意事项分析误差；
（5）①根据装置的特点：装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果更准确分析；
②依据用白磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项解答本题，白磷着火点比较低，燃烧时消耗氧气并放出热量会使气体体积膨胀，冷却后减少的是氧气的体积；
③根据测定空气中氧气的含量时要考虑反应物该物质是否只与氧气反应，反应后生成物的状态等解答．

解答 解：（1）往具支试管中装满水，然后倒入量筒中测量水的体积，即该具支试管的容积，故答案为：测量该具支试管的容积；
（2）在实验加热过程中，为使空气中的氧气充分反应，应交替缓慢推动两个注射器活塞．故答案为：使空气中的氧气充分反应；
（3）注射器内气体减少的量就是氧气的体积，则实验测得空气中氧气的体积分数为：$\frac{15mL-8mL}{25mL+15mL}$×100%=17.5%；故答案为：17.5%；
（4）在测定空气中氧气的体积分数时，实验后发现测定氧气的体积分数低于五分之一，可能的原因有：①铜粉的量可能不足，没有将氧气消耗尽；②装置可能漏气；③实验中可能未冷却至室温就读数等；故答案为：铜粉的量可能不足，没有将氧气消耗尽；装置可能漏气；实验中可能未冷却至室温就读数等；
（5）①图2和图1相比装置的优点：装置始终密闭，空气没有逸出，实验结果更准确，因此图1将燃着的红磷伸入集气瓶时空气受热逸出，实验误差大；
②白磷在燃烧过程中会释放出大量的热，装置内的气体受热体积会膨胀，所以活塞向右滑动；后来随着温度的降低，气体的体积慢慢收缩，因此活塞向左滑动；玻璃管至活塞处的容积刻度为5，根据氧气体积约占空气体积的五分之一，白磷燃烧停止冷却至室温后，通过观察，最后应停在刻度约为4的位置上；
③因为镁能和空气中的氧气、氮气反应，因此不能用镁条代替铜粉来测定空气中氧气的含量；如果利用镁测定氧气的含量，由于镁能和空气中的氮气、氧气反应，会使测量的结果偏大；
故填：①将燃着的红磷伸入集气瓶时空气受热逸出，实验误差大（或浪费燃料等）；②向右；4；③偏大．

点评 本考点考查了空气中氧气的含量的探究，并且注重了实验方案的评价，对实验方案进行评价是近几年中考的一个重点．评价包括对实验方案的评价、实验过程的评价、实验结论的评价等，要认真把握．