Question

【題目】小麗對家中的家用制氧機（下圖I）產(chǎn)生了濃厚的興趣。她通過閱讀說明書了解到家用制氧機的工作原理如下：加壓時，裝填在制氧機內(nèi)部的分子篩吸附空氣中的氮氣，制取高濃度氧氣。減壓時，分子篩將所吸附的氮氣排放。整個過程中，分子篩并不消耗。

小麗用這臺家用制氧機制取并收集了一袋氣體，帶到實驗室對其進行研究。

圖I 圖II

實驗I：小麗欲通過以下實驗驗證所收集的氣體是否為純凈的氧氣。

【實驗記錄】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	化學(xué)反應(yīng)文字表達式
取一只250 mL的集氣瓶，用排水法收集一瓶所帶氣體，然后把一小塊燃著的木炭插入集氣瓶中	木炭燃燒得更旺	文字表達式I

表中文字表達式I是________________ 。

【實驗結(jié)論】收集的氣體是純凈的氧氣。

【實驗反思】老師指出上述實驗并不能證明小麗所帶來的氣體一定是純凈的氧氣。該實

驗不能證明所收集氣體為純凈氧氣的原因是___ _________ 。

實驗II：測定小麗所帶氣體中氧氣的含量。

同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下設(shè)計了上圖II所示裝置，進行實驗，并重復(fù)多次。（250 mL 集氣瓶）

【實驗記錄 】

實驗操作		主要實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論及解釋
①	檢查裝置的氣密性		裝置的氣密性良好
②	加入藥品，將裝置連接固定
③	打開止水夾a和b，向裝滿水的A中緩慢鼓入一定量小麗所帶的氣體后關(guān)閉止水夾a和b	A中水進入到B中，B中水的體積為200 mL。	收集200 mL氣體（由壓強差引起的誤差忽略不計）
④	用凸透鏡聚光引燃白磷	燃燒，產(chǎn)生大量白煙
⑤	待白磷熄滅并冷卻到室溫， 進行操作I	現(xiàn)象I	小麗收集的氣體不是純凈的氧氣

表中，操作I是__________ ；現(xiàn)象I是____________ 。

【數(shù)據(jù)記錄】

實驗次序	1	2	3	4	5
B中剩余水體積/mL	100	42	39	41	38

【數(shù)據(jù)處理】已知，在上表數(shù)據(jù)中，第1組數(shù)據(jù)偏差較大，存在明顯誤差，在數(shù)據(jù)處理

時應(yīng)刪去。小麗所帶氣體中氧氣的體積分數(shù)為___________% 。

【實驗反思】

（1）這臺家用制氧機制氧氣的過程發(fā)生的變化屬于________（填“物理變化”或“化學(xué)變化”）。

（2）導(dǎo)致第1組數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差的原因可能是_____ 。

Answer 1

【答案】實驗I：【實驗記錄】碳+氧氣二氧化碳

【實驗反思】木炭在集氣瓶中燃燒得更旺只能說明集氣瓶中氧氣的含量高于空氣中氧氣的含量，不能說明集氣瓶中氧氣含量為100%

實驗II：【實驗記錄】打開止水夾b；B中部分水被吸入A中

【數(shù)據(jù)處理】80%【實驗反思】（1）物理變化（2）白磷量不足

【解析】

試題分析：實驗I：【實驗記錄】碳燃燒是與空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，故文字表達式為：碳+氧氣二氧化碳

【實驗反思】氧氣具有助燃性，木炭在集氣瓶中燃燒得更旺只能說明集氣瓶中氧氣的含量高于空氣中氧氣的含量，不能說明集氣瓶中氧氣含量為100%

實驗II：【實驗記錄 】待實驗結(jié)束后，即白磷燃燒消耗了瓶中的氧氣熄滅后，緊接著打開止水夾b；由于瓶內(nèi)的氧氣被消耗，使得瓶內(nèi)的壓強降低，故現(xiàn)象I是：B中部分水被吸入A中

【數(shù)據(jù)處理】根據(jù) B中剩余水的體積取其平均值=（42+39+41+38）mL÷4=40mL；故進入到A瓶中的水的體積=200mL-40mL=160mL；故小麗所帶氣體中氧氣的體積分數(shù)=160mL/200mL×100%=80%

【實驗反思】（1）制氧機制氧氣的過程中沒有生成新的物質(zhì)，故發(fā)生的變化屬于物理變化

（2）導(dǎo)致第1組數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差的原因可能是：白磷量不足，這樣沒有充分消耗氧氣，是測量結(jié)果偏低