Question

14．（1）利用如图1所示装置可测定空气中氧气的含量．

①实验现象，红色物质逐渐变成黑色．
②反应的化学方程式为2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO
③给足量的铜加热反应，充分反应后停止加热冷却至室温，注射器内气体的体积大约减少了约$\frac{1}{5}$．
④实验结论空气中氧气的体积分数大约为$\frac{1}{5}$．
（2）甲同学用如图2所示“测定空气中氧气的含量”，用碳代替红磷，结果发现集气瓶内并没有进入水，其原因是碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变； 而乙同学提出：将集气瓶中的水换成氢氧化钠溶液就能达到预期的结果．

Answer 1

分析 （1）在加热的条件下，铜丝与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，停止加热冷却至室温，注射器内气体的体积大约减少了$\frac{1}{5}$，由此可以得出：空气中氧气的体积分数大约为$\frac{1}{5}$；
（2）根据碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变解答．

解答 解：
（1）在加热的条件下，铜丝与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，反应的化学方程式为：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；停止加热冷却至室温，注射器内气体的体积大约减少了$\frac{1}{5}$，由此可以得出：空气中氧气的体积分数大约为$\frac{1}{5}$；
（2）测空气中氧气的含量主要是根据物质燃烧消耗空气中的气体造成气压减小，减小的体积就是氧气的体积，故生成物中不能有气体，用碳代替红磷，碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变，故不会进入水；
乙同学要想得到正确的实验结论必须消耗掉生成的二氧化碳气体，故可选择氢氧化钠溶液吸收二氧化碳；
故答案为：
（1）①红色物质逐渐变成黑色   ②2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO    ③约$\frac{1}{5}$  ④空气中氧气的体积分数大约为$\frac{1}{5}$；
（2）碳燃烧生成物是二氧化碳气体，瓶内气压不变；氢氧化钠．

点评 本题主要考查了用铜丝测定空气里氧气含量的实验原理、操作步骤、实验现象、反应的化学方程式、实验结论等．由于装有铜丝的玻璃管和注射器的前端较细，为了使注射器里的空气中的氧气能充分的与铜丝反应，在试验过程中应来回交替推动注射器的活塞．