解题思路: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.
(1)加热过程中铜与氧气反应生成氧化铜,所以可以看到红色的铜丝逐渐变为黑色;气体体积减少了约1/5.
(2)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;
(3)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1/5,即剩余气体体积=30ml×(1-1/5)=24mL;通过该实验可以说明空气中约含有1/5体积的氧气;
(4)分析测定的数据剩余小于24mL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大于24mL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)(每空1分)红色的铜丝逐渐变为黑色;气体体积减少了约1/5
(2)(2分)使铜丝与空气中的氧气充分反应
(3)(每空2分)24; 氧气约占空气体积的1/5
(4)(每空1分)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,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.答案合理即可
点评:
本题考点: 空气组成的测定;金属的化学性质.
考点点评: 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.