Question

【題目】小麗對家中的家用制氧機產生了濃厚的興趣．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．

實驗：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	實驗現象	化學方程式
取一只的集氣瓶，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	化學方程式

表中，化學方程式是________．

（實驗結論）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：測定小麗所帶氣體中氧氣的含量．

同學們在老師的指導下設計了如圖所示裝置，進行實驗，并重復多次．

（實驗記錄）

實驗操作		主要實驗現象	實驗結論及解釋
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	打開止水夾和，向中緩慢鼓入一定量氣體后關閉止水夾和	中水進入到中，中水的體積為．	收集氣體（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，產生大量白煙	/
⑤	待白磷熄滅并冷卻到室溫， 進行操作	現象	小麗收集的氣體不是純凈的氧氣

表中，操作是________；現象是________．

（數據記錄）

實驗次序
中剩余水體積

（數據處理）已知，在上表數據中，第組數據偏差較大，存在明顯誤差，在數據處理時應刪去．小麗所帶氣體中氧氣的體積分數為________．

（實驗反思）

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

（2）導致第組數據產生較大誤差的可能原因是________．

Answer 1

【答案】C+O2CO2 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（其他合理答案均可）； 打開止水夾 量筒中的水未全部進入集氣瓶中 80% 物理變化； 白磷量不足（或未冷卻至室溫就打開了止水夾）等．

【解析】

實驗I：[實驗記錄]木炭在氧氣中充分燃燒，生成二氧化碳氣體，反應的化學方程式為C+O2CO2；

[實驗反思]根據實驗現象“木炭燃燒得更旺”可知，集氣瓶中的氧氣濃度很高，但不一定是純凈的氧氣；

實驗II：[實驗記錄]結合空氣中氧氣含量的測定分析，由于白磷能與氧氣反應，故反應后，集氣瓶中因氧氣的減少而使壓強變小，待白磷熄滅并冷卻到室溫時，打開止水夾b，會看到B中部分水被吸入A中；

[數據處理]根據題意，由于第1組數據偏差較大，存在明顯誤差，故在數據處理時已刪去；為了進一步縮小誤差，可求出另外4次的平均值作為最終結果，則小麗所帶氣體中氧氣的體積為200mL-（42mL+39mL+41mL+38mL）÷4=160mL，故氧氣的體積分數=×100%=80%；

[實驗反思]（1）根據題意可知，這臺家用制氧機在制氧氣的過程中，只是將空氣中的氮氣和氧氣分離，而沒有新物質生成，故發生的變化屬于物理變化；

（2）根據題意可知，B中剩余的水越多，說明消耗的氧氣越少，壓強變化小，倒吸的水也就少，所以第1組數據較大，說明氧氣沒有被消耗完，最可能的情況就是白磷量不足，不足以消耗所有的氧氣。