Question

3．如圖是測定空氣中氧氣的含量的實驗：

（1）為什么加熱時，要同時交替緩慢推動兩個注射器活塞？使氧氣得到充分反應．
（2）如果在由兩個針筒組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)留有30mL空氣，停止加熱后冷卻至室溫，若氧氣已經(jīng)全部耗盡，將氣體全部推至一注射器中，注射器內(nèi)氣體體積為24mL，則消耗掉的氧氣的體積為6mL．由此可以得出結論是氧氣占空氣體積的五分之一．
（3）小華同學在實驗結束后觀察到注射器內(nèi)剩余28mL氣體，你認為造成這種差別的原因可能有哪些？
（1）裝置的氣密性不好，交替緩緩推動兩個注射器活塞時少量空氣排出；
（2）銅絲太少，反應時間不夠；
（3）未交替緩緩推動兩個注射器活塞，加入的銅絲的量不足，沒有完全消耗掉氧氣；
（4）讀數(shù)時沒有冷卻至室溫．

Answer 1

分析 本實驗是通過銅與氧氣反應來測定氧氣在空氣中的含量，反應過程中要反復推斷活塞，目的是讓氧氣全部參加反應，為了實驗結果的準確，銅的量一定要足夠，另外，反應后要等到裝置冷卻再讀數(shù)；測量混合物中某成分的含量時，一般方法是通過化學反應除去混合物中的一種成分，再根據(jù)體積或質量變化得出這種成分的含量．

解答 解：（1）為了使注射器里的空氣中的氧氣能充分與銅絲反應，在實驗加熱過程中，可以交替緩慢推動兩個注射器活塞；
（2）通過交替推動兩個注射器的活塞而使空氣中的氧氣全部與銅反應，氣體體積將減少$\frac{1}{5}$，即剩余氣體體積=30ml×（1-$\frac{1}{5}$）=24mL；通過該實驗可以說明空氣中約含有$\frac{1}{5}$體積的氧氣；
（3）分析測定的數(shù)據(jù)剩余23mL氣體，本應剩余24mL，主要原因：裝置的氣密性不好交替緩緩推動兩個注射器活塞時少量空氣排出等．
分析測定的數(shù)據(jù)剩余28mL氣體，本應剩余24mL造成這種差別原因主要有以下幾個原因：銅絲太少，反應時間不夠，加熱溫度不夠，未交替緩緩推動兩個注射器活塞，加入的銅絲的量不足，沒有完全消耗掉氧氣，讀數(shù)時沒有冷卻至室溫等都可以造成數(shù)據(jù)的差異．
故答案為：（1）使氧氣得到充分反應；
（2）24，6，氧氣占空氣體積的五分之一；
（3）裝置的氣密性不好，交替緩緩推動兩個注射器活塞時少量空氣排出；
銅絲太少，反應時間不夠；
未交替緩緩推動兩個注射器活塞，加入的銅絲的量不足，沒有完全消耗掉氧氣；
讀數(shù)時沒有冷卻至室溫．

點評 測定空氣中氧氣體積分數(shù)的實驗方案比較多，方法各異，但其原理是一致的，即利用可燃物在密閉容器內(nèi)的空氣中燃燒，耗盡其中的氧氣，使容器內(nèi)氣體的減小或壓強小于外界大氣壓，水或其他液體進入容器內(nèi)的體積約為為氧氣的體積，從而得出結論，但實驗時，應注意：可燃物必須是過量的；裝置的氣密性必須好；燃燒完畢，必須要等裝置冷卻至室溫等．