Question

（1）某校課外活動(dòng)小組在學(xué)習(xí)了2Cu+O₂

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

請根據(jù)你對上述實(shí)驗(yàn)的理解回答下面的問題：
①實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，注射器內(nèi)空氣的體積約減少了

 

，這是因?yàn)?!--BA-->

 

；
②在實(shí)驗(yàn)的加熱過程中，交替緩慢推動(dòng)兩注射器的目的是

 

；
③改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)只是粗略測定空氣中氧氣含量的一種方法，你認(rèn)為造成該實(shí)驗(yàn)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(shí)，以金屬鋅、氧化銅和稀硫酸三種物質(zhì)為原料，設(shè)計(jì)出兩種可在實(shí)驗(yàn)室實(shí)施的制備金屬銅的實(shí)驗(yàn)方案（不必寫化學(xué)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(rèn)為哪一個(gè)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(yīng)，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(shí)驗(yàn)條件可推出交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應(yīng)．
③交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應(yīng)，但是推動(dòng)的緩慢程度不易控制，易得出實(shí)驗(yàn)不精確的地方．
（2）利用所給的物質(zhì)主要是考慮兩個(gè)方面的問題，一是制取氫氣并還原氧化銅，而是轉(zhuǎn)化成鹽后利用金屬與鹽溶液的反應(yīng)制取出銅．

解答：解：（1）由于銅的氧化反應(yīng)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(dòng)兩個(gè)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(yīng)．③交替緩慢推動(dòng)兩個(gè)注射器的目的是使封閉空間的氧氣充分反應(yīng)，但是推動(dòng)的緩慢程度不易控制，易得出實(shí)驗(yàn)不精確的地方可能是因?yàn)榭諝庵械难鯕鉀]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(yīng)，被消耗掉了；
②使空氣中的氧氣充分與銅發(fā)生反應(yīng)；
③A．兩注射器之間的玻璃管中可能預(yù)先留有空氣；B．銅絲未能完全反應(yīng)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(zhuǎn)化成鹽在利用金屬進(jìn)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(diǎn)．
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(diǎn)評：本題能通過實(shí)驗(yàn)探究的方式考查了銅與氧氣的反應(yīng)，空氣中氧的體積分?jǐn)?shù)、有關(guān)銅的制取方式的選擇，提高了學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)．