Question

（1）某校課外活動小組在學習了2Cu+O₂

△   .

2CuO這一性質后，對空氣中氧氣含量的測定實驗做了如下改進：
在由兩個注射器組成的密閉系統(tǒng)內有20mL空氣（如下圖所示）．然后給裝有銅絲的玻璃管加熱，同時交替緩慢推動兩個注射器的活塞，至玻璃管內的銅絲變黑且較長時間內無進一步變化．停止加熱后，待冷卻至室溫將氣體全部推至一個注射器中．

請根據(jù)你對上述實驗的理解回答下面的問題：
①實驗結束后，注射器內空氣的體積約減少了

 

，這是因為

 

；
②在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩注射器的目的是

 

；
③改進后的實驗只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，你認為造成該實驗不夠精確的可能原因有：
A

 

B

 

．

（2）根據(jù)你目前所具備的知識，以金屬鋅、氧化銅和稀硫酸三種物質為原料，設計出兩種可在實驗室實施的制備金屬銅的實驗方案（不必寫化學方程式只寫出簡單過程即可）：
方案一：

 

；
方案二：

 

；
兩種方案相比較，你認為哪一個方案更好？請說明理由．

 

．

Answer 1

分析：（1）①銅絲與空氣中的氧充分反應，消耗掉空氣中氧氣，由空氣中氧氣的體積比容易求出空氣減少的體積．
②由實驗條件可推出交替緩慢推動兩個注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應．
③交替緩慢推動兩個注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應，但是推動的緩慢程度不易控制，易得出實驗不精確的地方．
（2）利用所給的物質主要是考慮兩個方面的問題，一是制取氫氣并還原氧化銅，而是轉化成鹽后利用金屬與鹽溶液的反應制取出銅．

解答：解：（1）由于銅的氧化反應只消耗掉了空氣中的氧氣，而氧氣在空氣中約占空氣體積的 15，可得出答案：50×15=10ml，故答案為：①10；氧氣的體積約占空氣總體積的 15，注射器中的氧氣被銅消耗掉了；②交替緩慢推動兩個注射器的目的是使封閉空間的氧氣與銅網(wǎng)充分接觸，使空氣中的氧氣與銅網(wǎng)充分反應．③交替緩慢推動兩個注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應，但是推動的緩慢程度不易控制，易得出實驗不精確的地方可能是因為空氣中的氧氣沒有完全被銅網(wǎng)消耗掉．
故答案為：（1）①

1

5

，空氣中的氧氣與銅反應，被消耗掉了；
②使空氣中的氧氣充分與銅發(fā)生反應；
③A．兩注射器之間的玻璃管中可能預先留有空氣；B．銅絲未能完全反應掉空氣中的氧氣．
（2）方案主要是從利用氫氣還原氧化銅和先轉化成鹽在利用金屬進行置換制的，選擇方案是主要是考慮節(jié)約能源，操作方便為出發(fā)點．
故答案為：方案一：Zn

稀H2SO4

H₂

CuO

Cu；方案二：Cu

稀H2SO4

CuSO₄

zn

Cu
方案二較好．因方案二不需加熱、裝置簡單，操作方便，原料利用率高

點評：本題能通過實驗探究的方式考查了銅與氧氣的反應，空氣中氧的體積分數(shù)、有關銅的制取方式的選擇，提高了學生學以致用的意識．