Question

【題目】某研究性學習小組設計了如圖所示的裝置，探究空氣中氧氣的體積分數，其中A是標有以“cm”為單位的刻度尺，且在0刻度正上方有一圓狀缺口的圓筒狀玻璃容器(帶橡皮塞B)，C為能自由移動的活塞。他們的操作過程如下：

a．檢查裝置的氣密性；

b．將兩個可自由移動的活塞C分別調整到左右兩邊刻度的10 cm處；

c．將過量的銅粉平鋪在惰性電熱板上，塞上橡皮塞B；

d．通電加熱銅粉，待充分反應后，冷卻到原來的溫度，記錄兩活塞C之間的距離為h；

e．根據數據h列出公式，計算空氣中氧氣的體積分數。(注：A容器內的固態物質、惰性電熱板、活塞部分所占體積忽略不計，活塞與玻璃容器之間的摩擦力也忽略不計)

（1）檢查裝置氣密性的方法是分別移動兩活塞C到左右兩邊刻度為10 cm處，塞緊橡皮塞B，雙手將兩活塞C向里推，使活塞之間的距離縮小，然后松手，活塞向外移動，直到兩活塞C的距離為________cm時停止移動，說明裝置氣密性好。

（2）b～d的實驗步驟中兩活塞之間的距離h具體變化情況是__________________。

（3）空氣中氧氣的體積分數的計算公式(含字母h)為______________________________。

（4）如果在操作d中惰性電熱板沒有冷卻到原來溫度，則e操作中計算出的實驗結果比理論值偏___ (“大”或“小”)。

（5）該裝置與教材圖相比，優點是__________________________________。

Answer 1

【答案】20h先大于20 cm，后逐漸減小，直到h約為16 cm時保持不變小實驗結果更準確或無污染等(只要答一點，合理即給分)

【解析】

（1）根據題意“將兩個可自由移動的活塞C分別調整到左右兩邊刻度的10cm處”，則可推測兩活塞C的距離應為20cm，才能證明氣密性好，故松手活塞向外移動，直到兩活塞C的距離為20cm時停止移動，說明裝置氣密性好，故填20。
（2）b-d的實驗步驟中，銅與空氣中的氧氣反應，而空氣中氧氣的體積分數為五分之一，故兩活塞之間的距離h具體變化情況是h先大于20cm，后逐漸減少，直到h約等于16cm時保持不變，故填h先大于20cm，后逐漸減少，直到h約等于16cm時保持不變。
（3）空氣中氧氣的體積分數的計算公式（含字母h）為 ×100%。
（4）如果在操作d中惰性電熱板沒有冷卻到原來溫度，則h值偏大，根據則e操作中計算出的實驗結果比理論值偏小，故填小。
（5）該裝置與教材圖相比始終密封，且銅與氧氣反應生成無污染的氧化銅，故填實驗結果更準確或無污染等(只要答一點，合理即給分)。