Question

4．实验时科学探究的重要方法，如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图，请结合图示回答有关问题．

（1）根据下表提供的实验数据，完成下表．

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25mL	15mL	9mL	15%

（2）装置一和装置二中气球的位置不同，装置二（填“装置一”和“装置二”）更合理，理由是能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应．
（3）若实验测得的结果偏小（氧气的体积分数小于21%），可能的原因有哪些？（列举两条）铜粉的量不足；未待装置完全冷却至室温就读数．
（4）查阅资料得知，金属镁不仅能与空气中的氧气反应，还能与氮气反应，能否用镁粉代替铜粉来测定空气中氧气的含量不能（填“能”或“不能”），这会使测量的结果偏大（填“偏大”“偏小”或“不变”）
（5）实验反思：为测定空气中氧气含量而运用化学方法除去氧气时，应选择怎样的药品？应选择只能与氧气反应且不生成其他气体的药品．

Answer 1

分析 （1）注射器内气体减少的量就是氧气的量；
（2）从两种装置的区别来分析；
（3）根据测定空气中氧气的体积分数实验的原理、注意事项分析回答；
（4）根据镁在空气中和氧气反应生成氧化镁，和氮气反应生成氮化镁解答；
（5）根据测定空气中氧气的含量时要考虑反应物该物质是否只与氧气反应，反应后生成物的状态等解答．

解答 解：（1）注射器内气体减少的量就是氧气的体积，则实验测得空气中氧气的体积分数为：$\frac{15mL-9mL}{25mL+15mL}$
×100%=15%；
（2）装置二与装置一装置比较，装置二中的气球在玻璃管的后部，更易让空气流通，氧气与铜能充分反应；
（3）在测定空气中氧气的体积分数时，实验后发现测定氧气的体积分数低于五分之一，可能的原因有：①铜粉的量可能不足，没有将氧气消耗尽；②装置可能漏气，；③实验中可能未冷却至室温就读数等．
（4）因为镁能和空气中的氧气、氮气反应，因此不能用镁条代替铜粉来测定空气中氧气的含量；如果利用镁测定氧气的含量，由于镁能和空气中的氮气、氧气反应，会使测量的结果偏大．
（5）测定空气中氧气的含量时要考虑反应物该物质是否只与氧气反应，反应后生成物的状态等．
故答案为：（1）15%；
（2）装置二；能让空气更易流通，全部通过铜粉，使氧气与铜粉充分反应；
（3）铜粉的量不足；未待装置完全冷却至室温就读数；
（4）不能；偏大；
（5）应选择只能与氧气反应且不生成其他气体的药品．

点评 本考点是用铜粉测定氧气在空气中的体积分数，属于实验方法和过程的探究．这类探究实验要具体问题具体分析，从而回答题目给出的问题．