Question

小亮發(fā)現(xiàn)：收集的氧氣占集氣瓶容積的60%（空氣占40%）時(shí)，能使帶火星的木條復(fù)燃．那么，使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣濃度的最低值是多少呢？小亮對(duì)此展開探究：
第一組實(shí)驗(yàn)：取5只集氣瓶，編號(hào)為①、②、③、④、⑤，分別裝人其總?cè)莘e10%、20%、30%、40%、50%的水．用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去．將帶火星的木條依次插入①～⑤號(hào)瓶中，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
小亮在前一組實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又做了第二組和第三組實(shí)驗(yàn)，三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象見表．

實(shí)驗(yàn)分組	第一組					第二組					第三組
集氣瓶編號(hào)	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
O2占容積的體積分?jǐn)?shù)（%）	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39	34
帶火星木條狀況	微亮	亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃	很亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃	復(fù)燃	很亮

請根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答下列問題：
（1）寫出實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的文字表達(dá)式

高錳酸鉀

△

錳酸鉀+二氧化錳+氧氣

．
（2）在使用雙氧水和二氧化錳制取的裝置中，使用分液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是

控制反應(yīng)的發(fā)生

，此反應(yīng)中二氧化錳起

催化

作用；
（3）使用帶火星的木條驗(yàn)滿氧氣的方法是否可靠：

否

（填“是”或“否’'）．
（4）集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)=收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)+瓶中空氣占容積的體積分?jǐn)?shù)×

21

%．
（5）收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為

35

%時(shí)，可使帶火星的木條復(fù)燃，這時(shí)集氣瓶中氧氣分?jǐn)?shù)是

49

%（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）．
（6）用帶火星的木條直接檢驗(yàn)雙氧水受熱分解產(chǎn)生的氧氣時(shí)，往往難以復(fù)燃，這是因?yàn)樵诩訜嵘�成氧氣的同時(shí)產(chǎn)生大量水蒸汽所致，此時(shí)混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線如圖所示．若只考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，應(yīng)將加熱雙氧水的最高溫度控制在

82

℃．
（7）采取“半值法”探究能減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)．例如：第一組實(shí)驗(yàn)若按③、④的編號(hào)順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即可確定下一組實(shí)驗(yàn)收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)在30%～40%之間，從而省去編號(hào)為①、②、⑤的實(shí)驗(yàn)．同理，第二組實(shí)驗(yàn)可以省去的實(shí)驗(yàn)編號(hào)為

①、④、⑤

．

Answer 1

分析：本題通過實(shí)驗(yàn)探究了能使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣含量的最低值問題，針對(duì)此問題，設(shè)計(jì)了幾組氧氣含量不同的對(duì)照實(shí)驗(yàn)．通過實(shí)驗(yàn)可以看出，不是純凈的氧氣，帶火星的木條也可以復(fù)燃；分析表格可發(fā)現(xiàn)收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為35%時(shí)木條就可復(fù)燃，根據(jù)空氣中原有的氧氣和收集到的氧氣，就可算出氧氣的分?jǐn)?shù)；“半值法”的應(yīng)用可以減少實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，節(jié)約時(shí)間，確定時(shí)采用的一般是中間值．

解答：解：（1）高錳酸鉀在加熱的情況下，生成了二氧化錳、錳酸鉀和氧氣，其表達(dá)式為高錳酸鉀

△

錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
（2）分液漏斗能夠控制雙氧水的滴加從而控制反應(yīng)的發(fā)生；在雙氧水制氧氣的過程中二氧化錳所起的作用是催化作用．
（2）檢驗(yàn)裝置的氣密性時(shí)，通常將活塞關(guān)閉，將導(dǎo)管伸入到水中，然后用雙手握住錐形瓶，觀察水中是否有氣泡產(chǎn)生．
（3）通過實(shí)驗(yàn)可以看出，氧氣含量達(dá)到35%帶火星的木條就可以復(fù)燃，所以用帶火星的木條驗(yàn)滿氧氣的方法不可靠；
（4）由題干所提供的條件可知：集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)=收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)+瓶中空氣占容積的體積分?jǐn)?shù)×空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．
（5）由圖中可知，當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到35%時(shí)，帶火星的木條復(fù)燃．此時(shí)空氣還占65%，所以空氣中有氧氣的量為：65%×21%≈14%，所以此時(shí)瓶內(nèi)共有氧氣的分?jǐn)?shù)為：14%+35%=49%；
（6）只考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，則氧氣的含量需要在48%～49%，分析坐標(biāo)，可知道溫度大約在82℃左右；
（7）采取“半值法”探究能減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，實(shí)際上就是通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，減少不必要的實(shí)驗(yàn)，第二組實(shí)驗(yàn)若按②、③的編號(hào)順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即可確定下一組實(shí)驗(yàn)收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)在33%～35%之間，從而省去編號(hào)①、④、⑤的實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）、高錳酸鉀→錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；
（2）、分液漏斗能夠控制反應(yīng)的發(fā)生；催化；
（3）、否；
（4）、21%；
（5）、35%； 49%（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）；
（6）、82；
（7）、①、④、⑤．

點(diǎn)評(píng)：本題考查的是氧氣的制取裝置裝置的選擇、驗(yàn)滿方法、空氣中氧氣的含量和有關(guān)的計(jì)算，綜合性比較強(qiáng)，要理解應(yīng)用，綜合把握．