Question

【題目】小亮通過學習知道了氧氣的驗滿方法，即將帶火星的木條伸到集氣瓶口處，若帶火星的木條復燃，則證明氧氣已收集滿了。那么，使帶火星的木條復燃的氧氣一定是純氧嗎？小亮對此展開探究：

取5只集氣瓶，編號為①②③④⑤，分別裝入其總容積10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶的水排去。將帶火星的木條依次插入①~⑤號瓶中，記錄實驗現象。小亮又在前一組實驗的基礎上又做了第二組和第三組實驗，三組實驗的數據和現象見下表。

	第一組					第二組					第三組
集氣瓶編號	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
收集的氧氣占容器的體積分數（%）	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39	34
帶火星木條	微亮	亮	很亮	復燃	復燃	很亮	很亮	復燃	復燃	復燃	很亮

請根據實驗回答下列問題：

（1）寫出一個實驗室制取氧氣的化學方程式_______________________。

（2）使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法是否可靠：_______________（填“是”或“否”）。

（3）收集的氧氣占容積的體積分數最低為_______________時，可使帶火星的木條復燃，這時集氣瓶中氧氣的體積分數是_______________（計算結果百分號內保留一位數小數）。

（4）用帶火星的木條直接檢驗雙氧水受熱分解產生的氧氣時，往往難以復燃，這是因為在加熱生成氧氣的同時產生大量水蒸氣所致，此時混合氣體中氧氣的體積分數隨溫度變化的曲線如圖所示。若只考慮氧氣的體積分數對實驗結果的影響，欲使帶火星的木條復燃，應將加熱雙氧水的最高溫度控制在_______________℃以下。

（5）采取“半值法”探究能減少實驗次數。例如：

第一組實驗若按③④的編號順序進行實驗，即可確定下一組實驗收集的氧氣占容積的體積分數應在30%~40%之間，從而省去編號為①②⑤的實驗。同理，第二組實驗可以省去的實驗編號為_______________。

Answer 1

【答案】 略 否 35% 48.6% 82.5±0.5 ①④⑤

【解析】（1）實驗室制取氧氣的方法有三種，分解過氧化氫、加熱高錳酸鉀、加熱氯酸鉀，其中在二氧化錳的催化作用下過氧化氫分解生成水和氧氣，反應的化學方程式表示為：2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑；（2）由實驗可知，當集氣瓶中的氧氣達到35%時帶火星的小木條即可復燃，故使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法不可靠；（3）由表格信息可知，當收集的氧氣占容積的體積分數最低為35%時，可使帶火星的木條復燃；氧氣占容積的35%時，空氣是65%，假設混合氣體為100L，那么氧氣是35L，空氣是65L，氧氣約占空氣總體積是21%，因此空氣的氧氣=65L =13.65L，那么氧氣的體積分數= 48.6%；（4）由圖可知，若只考慮氧氣的體積分數對實驗結果的影響，欲使帶火星的木條復燃，那么氧氣的體積分數48.6%，應將加熱雙氧水的最高溫度控制在82.5℃以下；（5）根據實驗現象可知帶火星的小木條復燃的收集的氧氣占容器的體積分數在33%-35%之間，故第二組實驗可以省去的實驗編號為①④⑤。