Question

2．某興趣小組用兩支規(guī)格相同的注射器與一支具有試管對：“測定空氣中氧氣的含量”的實驗裝置進(jìn)行了改進(jìn)（如圖）
具體實驗步驟如下：
步驟一：裝配儀器（但不加入藥品），使注射器Ⅰ中不留空氣，注射器Ⅱ中留有一定體積空氣，檢查裝置氣密性．
步驟二：在具支試管中加入足量的試劑X，塞上橡膠塞，記錄注射器Ⅱ中氣體體積（記為V₁）
步驟三：用酒精燈加熱，使試劑X與氧氣反應(yīng)充分．
步驟四：停止加熱，冷卻至室溫，將注射器Ⅰ中的氣體全部擠入具支試管，待注射器Ⅱ的活塞穩(wěn)定后，讀取并記錄氣體體積（記為V₂）
步驟五：實驗結(jié)束后，清洗儀器，將具支試管裝滿水并塞上塞子，使注射器Ⅰ和Ⅱ中均無氣體或液體殘留，將試管中的水倒入量筒，測定體積（記為V₃）
（1）步驟一中檢查裝置氣密性的方法是向里推動注射器Ⅱ的活塞，若注射器Ⅰ的活塞向外移動，則證明該套裝置的氣密性是良好的
（2）步驟二中加入的試劑X可能是④（選填序號）①水銀   ②硫粉  ③碳粉   ④銅粉
（3）步驟三中，為使試劑X與氧氣反應(yīng)充分，可以采取的操作是交替推動兩注射器的活塞
（4）根據(jù)測得數(shù)據(jù)可以計算空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為（用V₁、V₂、V₃表示）$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{{V}_{1}+{V}_{3}}×100%$
（5）若空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為a，該實驗要取得成功，對V₁的大小有何要求？（用含有V₁、V₂或V₃的代數(shù)式表示）V₁=$\frac{a{V}_{3}+{V}_{2}}{1-a}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法來分析；
（2）根據(jù)測定空氣中氧氣的含量對藥品的選擇依據(jù)來分析解答；
（3）根據(jù)實驗的注意事項來分析；
（4）注射器Ⅱ中減少的氣體體積即為消耗的氧氣體積；
（5）根據(jù)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)來分析．

解答 解：（1）步驟一中檢查裝置氣密性的方法是向里推動注射器Ⅱ的活塞，若注射器Ⅰ的活塞向外移動，則證明該套裝置的氣密性是良好的；故填：向里推動注射器Ⅱ的活塞，若注射器Ⅰ的活塞向外移動，則證明該套裝置的氣密性是良好的；
（2）測定空氣中氧氣的含量時，選擇的藥品能與空氣中的氧氣反應(yīng)，且生成物不能是氣體，汞較難與空氣中的氧氣反應(yīng)，木炭、硫與氧氣反應(yīng)生成的是氣體，裝置內(nèi)的壓強不變，無法測定，而銅與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化銅固體，可用于測定空氣中氧氣的含量；故填：④；
（3）步驟三中，為使試劑X與氧氣反應(yīng)充分，需要交替推動兩注射器的活塞，使得氧氣充分與銅粉反應(yīng)；故填：交替推動兩注射器的活塞；
（4）裝置內(nèi)的空氣總體積為：V₁+V₃；注射器Ⅱ中氣體減少的體積即為氧氣的體積，為V₁-V₂．則空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{{V}_{1}+{V}_{3}}×100%$；故填：$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{{V}_{1}+{V}_{3}}×100%$；
（5）空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：$\frac{{V}_{1}-{V}_{2}}{{V}_{1}+{V}_{3}}×100%$=a，V₁=$\frac{a{V}_{3}+{V}_{2}}{1-a}$；故填：V₁=$\frac{a{V}_{3}+{V}_{2}}{1-a}$．

點評 此題是關(guān)于對空氣中氧氣含量的實驗考查，解題的關(guān)鍵是了解空氣中氧氣的含量以及相關(guān)的實驗要求，屬于開放型實驗分析題．