Question

19．如圖是由A、B兩個注射器組成的密閉系統，其中存有30ml空氣，給裝有螺旋細銅絲的玻璃管加熱，同時交替推動兩個注射器的活塞．
①觀察到的現象是銅絲表面變黑，發生反應的符號表達式為2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
②停止加熱后冷卻至室溫，將氣體全部推至B中，推測B中氣體的體積約
為24ml（玻璃管的體積可以不考慮），你的結論氧氣大約占空氣體積的五分之一．
③緩慢交替推動注射器活塞的原因使銅與氧氣充分反應．
④若②中觀察到B中氣體25ml，則造成此結果的原因可能是裝置漏氣等銅絲表面變黑（寫一點即可）．

Answer 1

分析 銅在空氣中受熱能與氧氣反應生成黑色的氧化銅，可以利用這一反應來測量密閉容器內空氣中氧氣的體積分數．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；

解答 解：①銅絲在空氣中加熱能與氧氣反應生成黑色的氧化銅，反應的符號表達式為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
②根據氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，可得出剩余的氣體約為24mL．
③在實驗加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是，使空氣中的氧氣充分反應，使實驗結果準確．
④若②中觀察到B中氣體25ml，則造成此結果的原因可能是加入銅絲量太少，裝置漏氣等；
答案：
①銅絲表面變黑；2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO  
②24；氧氣大約占空氣體積的五分之一；
③使銅與氧氣充分反應；    
④裝置漏氣等；

點評 測定空氣中氧氣體積分數的實驗方案比較多，方法各異，但其原理是一致的，即通過物質在密閉容器內與氧氣反應，耗盡其中的氧氣，使容器內氣體的減小或壓強小于外界大氣壓，通過直觀的體積變化得出結論．