Question

【題目】（5分）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刻度正上方一圓狀缺口處有一圓筒狀玻璃容器（帶橡皮塞B），C為能自由移動的活塞。

他們操作過程如下：

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）該裝置和下圖比，優點是 。

Answer 1

【答案】（1）20 ；（2）先變大后變小，最后變為16cm （3）20-h / 20 ； （4）小 （5）實驗結果更準確或無污染等（只要答到一點、合理即給分）

【解析】

試題分析：（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20cm時停止移動，說明裝置氣密性好。（2）因為產生熱量，溫度升高，氣體膨脹，冷卻后氣體收縮，且消耗了氧氣，故b～d的實驗步驟中兩活塞之間的距離h具體變化情況是先變大后變小，最后變為16cm；（3）空氣中氧氣的體積分數的計算公式（含字母h）為20-h / 20 ；（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小，因為氣體處于膨脹狀態，活塞沒有完全推進；（5）該裝置和下圖比，優點是實驗結果更準確或無污染等。