Question

6．为测定空气中氧气的含量，小华同学打算设计如下方案：选用实际容积为50mL的试管作反应容器，将过量的铜粉放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如图的实验装置．请回答下列问题：
（1）实验前，将注射器活塞前沿从30mL刻度处推至20mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至30mL刻度处，则说明装置的气密性好；
（2）实验开始时，注射器的活塞前沿仍停在30mL的可度线上，用酒精灯加热铜粉，会看到试管内发生的现象是固体由红色变为黑色，等到具支试管冷却后观察，活塞前沿停在14mL的刻度线上．
（3）写出该反应的化学方程式2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO．
（4）若他测定的空气中氧气的体积分数小于21%，造成该实验误差的原因可能是①②③
①加热时没有不断推拉注射器活塞    　　　　　  ②读书时没有冷却室温
③加入铜粉量太少                    　　　　　　　　④加入铜粉量太多．

Answer 1

分析 本题是测定空气中氧气的含量，我们常用加热铜粉的方法，因为铜燃烧生成黑色固体氧化铜，几乎不占空间，使得内外产生气压差，从而得到正确的结论．因此在选择可燃物时，必须考虑到：燃烧的条件；生成物的状态；不与空气中其他物质发生反应．保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②红磷要足量；③要冷却至室温再读数．如图所示，试管和注射器内空气的总体积为80毫升，可以根据氧气约占空气体积的五分之一，来推算活塞的位置．

解答 解：（1）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从30mL刻度处推至20mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至30mL刻度处，则说明该装置严密，故答案为：装置的气密性好；
（2）如图所示，试管和注射器内空气的总体积为80毫升，用酒精灯加热铜粉，会看到试管内固体由红色变为黑色；80毫升空气中氧气的体积为80mL×$\frac{1}{5}$=16mL，因此等到具支试管冷却后观察，活塞向右移动16毫升，活塞前沿约停在14mL的刻度线上．故答案为：固体由红色变为黑色；14；
（3）铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，化学反应方程式为：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
（4）导致测定的空气中氧气的体积分数小于2l%的原因可能有：加热时没有不断推拉注射器活塞，氧气没有耗尽；读数时没有冷却至室温；加入铜粉量太少，氧气没有耗尽；
故选①②③．
答案：
（1）装置的气密性好；
（2）固体由红色变为黑色；14；
（3）2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
（4）①②③．

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．