Question

某研究性學習小組設計了如下圖所示的裝置，探究空氣中氧氣的體積分數(shù)，其中A是底面積為50 cm2、高20 cm的圓筒狀玻璃容器(帶密封蓋)，上面標有以cm為單位的刻度，B是帶刻度的敞口玻璃管(其他輔助裝置略)．他們的操作過程如下： 　　a．檢查裝置的氣密性； 　　b．加入水并調(diào)整B的高度，使A中的液面至刻度15 cm處； 　　c．將過量的銅粉平鋪在惰性電熱板上，蓋緊密封蓋； 　　d．通電加熱銅粉，待充分反應后，冷卻到原來的狀況，調(diào)整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，記錄液面刻度．(注：A容器內(nèi)固態(tài)物質(zhì)所占的體積忽略不計) (1) 在操作a中檢查裝置氣密性的方法是________． (2) 在上述實驗中，下列物質(zhì)不能代替銅粉的是 [　　] A． 紅磷 B． 木炭 C． 鐵粉 (3) 在操作d結束時，裝置A中液面的刻度約為________cm(填整數(shù))．如果在操作d結束時，裝置A中液面刻度在11 cm處，則實驗結果比理論值________(填“偏大”或“偏小”)． (4) 該小組中有同學提出，用木炭代替銅粉也能測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，只要將水換成一種溶液，則該溶液是________，其原因是(用化學方程式表示)________．

Answer 1

答案：2．B;
解析：

(1)	答案：往B中加水，使A、B液面保持水平，蓋緊A的密封蓋，再向B中加水，使B中的液面高于A，一段時間后B中液面不下降，則氣密性好．(或往B中加水，使A、B液面保持水平，蓋緊A的密封蓋，再用手捂住A的外壁，若B中的液面上升，則氣密性好．) 　　分析：該問考查的是學生能否靈活運用“氣壓差原理”對裝置氣密性進行檢查，很多考生在解答該題時由于沒有掌握原理，所以無從下手或表達不清．
(2)	該問題通過紅磷、木炭和鐵粉與氧氣反應，間接考查了選擇替代“銅粉”的物質(zhì)所應具備的條件就是與氧氣反應后不能產(chǎn)生氣體．
(3)	答案：12,偏大 　　分析：該問題則主要考查學生靈活運用基礎知識的能力，把“氧氣在空氣中的體積分數(shù)約為1/5”用于實際解題中，并能進行仔細謹慎地分析．不過在本題中需要注意的是要確保實驗的準確性，在測定過程中為了使A容器內(nèi)的氣壓與外界大氣壓一致，在實驗前后必須都要調(diào)整A、B中的液面保持水平．
(4)	答案：NaOH,2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O 　　分析：本題以“探究空氣中氧氣的含量”為知識背景，要求學生能把自己所學的化學知識進行遷移，重新選擇實驗裝置和實驗藥品．本題測定空氣中氧氣含量的實驗原理是通過加熱銅粉消耗A容器中的氧氣，使A中的氣壓降低，從而通過計算倒吸水的體積來確定空氣中氧氣的體積分數(shù)． 　　該問題緊接著讓學生產(chǎn)生與問題(2)不相符的認知沖突，從實驗的另一角度展開討論，突出了試題的發(fā)散性和創(chuàng)新性；解題時要想木炭燃燒會產(chǎn)生CO2，要使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強差使液體倒吸，必須要用一種能吸收CO2氣體的溶液來替代水．