题目内容

3.如图是测定空气中氧气的含量的实验:

(1)为什么加热时,要同时交替缓慢推动两个注射器活塞?使氧气得到充分反应.
(2)如果在由两个针筒组成的密闭系统内留有30mL空气,停止加热后冷却至室温,若氧气已经全部耗尽,将气体全部推至一注射器中,注射器内气体体积为24mL,则消耗掉的氧气的体积为6mL.由此可以得出结论是氧气占空气体积的五分之一.
(3)小华同学在实验结束后观察到注射器内剩余28mL气体,你认为造成这种差别的原因可能有哪些?
(1)装置的气密性不好,交替缓缓推动两个注射器活塞时少量空气排出;
(2)铜丝太少,反应时间不够;
(3)未交替缓缓推动两个注射器活塞,加入的铜丝的量不足,没有完全消耗掉氧气;
(4)读数时没有冷却至室温.

分析 本实验是通过铜与氧气反应来测定氧气在空气中的含量,反应过程中要反复推断活塞,目的是让氧气全部参加反应,为了实验结果的准确,铜的量一定要足够,另外,反应后要等到装置冷却再读数;测量混合物中某成分的含量时,一般方法是通过化学反应除去混合物中的一种成分,再根据体积或质量变化得出这种成分的含量.

解答 解:(1)为了使注射器里的空气中的氧气能充分与铜丝反应,在实验加热过程中,可以交替缓慢推动两个注射器活塞;
(2)通过交替推动两个注射器的活塞而使空气中的氧气全部与铜反应,气体体积将减少$\frac{1}{5}$,即剩余气体体积=30ml×(1-$\frac{1}{5}$)=24mL;通过该实验可以说明空气中约含有$\frac{1}{5}$体积的氧气;
(3)分析测定的数据剩余23mL气体,本应剩余24mL,主要原因:装置的气密性不好交替缓缓推动两个注射器活塞时少量空气排出等.
分析测定的数据剩余28mL气体,本应剩余24mL造成这种差别原因主要有以下几个原因:铜丝太少,反应时间不够,加热温度不够,未交替缓缓推动两个注射器活塞,加入的铜丝的量不足,没有完全消耗掉氧气,读数时没有冷却至室温等都可以造成数据的差异.
故答案为:(1)使氧气得到充分反应;
(2)24,6,氧气占空气体积的五分之一;
(3)装置的气密性不好,交替缓缓推动两个注射器活塞时少量空气排出;
铜丝太少,反应时间不够;
未交替缓缓推动两个注射器活塞,加入的铜丝的量不足,没有完全消耗掉氧气;
读数时没有冷却至室温.

点评 测定空气中氧气体积分数的实验方案比较多,方法各异,但其原理是一致的,即利用可燃物在密闭容器内的空气中燃烧,耗尽其中的氧气,使容器内气体的减小或压强小于外界大气压,水或其他液体进入容器内的体积约为为氧气的体积,从而得出结论,但实验时,应注意:可燃物必须是过量的;装置的气密性必须好;燃烧完毕,必须要等装置冷却至室温等.

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