Question

小雅同學通過學習，對空氣和氧氣有了一定的了解：
A．工業制氧氣的原理是分離液態空氣，其方法是首先將空氣通過

加壓降溫

處理后轉化成液態空氣，然后略微升溫就可以使其中的

氮氣

（填“氧氣”或“氮氣”）先逸出．（已知氧氣的沸點是-183℃，氮氣的沸點是-196℃）
B．為驗證空氣中氧氣的含量，小雅同學選用40mL的試管和量程足夠大且潤滑效果很好的注射器等作器材（如圖）．將足量的比紅磷更易燃燒的白磷放入試管，用橡皮塞塞緊管口，夾緊彈簧夾．點燃酒精燈，使白磷在試管中燃燒（產物為五氧化二磷），燃燒結束待試管冷卻后松開彈簧夾，觀察現象．
（1）實驗開始前，小雅打開彈簧夾，將注射器活塞從20mL刻度處推至15mL處，然后松開活塞，觀察到

活塞退回20mL刻度

的現象，說明該裝置氣密性良好．
（2）實驗中，在松開彈簧夾前，試管中可以觀察到白磷燃燒發出黃色火焰，放出大量熱并產生

大量白煙

．
（3）實驗后，可以觀察到注射器活塞會從原來的20mL刻度處慢慢向左移到約

③

處（橡皮管內空氣忽略不計）．
①.4mL刻度     ②.8mL刻度     ③.12mL刻度      ④.16mL刻度
（4）如果裝置中沒有彈簧夾，重復該實驗，則在整個實驗中，注射器活塞

先向右后向左

移動，最后停留在約

8

mL處（橡皮管內空氣忽略不計）．
C．實驗室中檢驗氧氣時小雅發現：收集的氧氣占集氣瓶容積的70%（空氣占30%）時，能使帶火星的木條復燃．那么，使帶火星的木條復燃的氧氣濃度的最低值是多少呢？
小雅對此展開探究：
第一組實驗：取5只集氣瓶，編號為①、②、③、④、⑤，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只集氣瓶中的水排去．將帶火星的木條依次插入①～⑤號瓶中，記錄實驗現象．
小雅在第一組實驗的基礎上又做了第二組和第三組實驗，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O2占容積的體積分數（%）	10	20	30	40	50	3l	33	35	37	39	34
帶火星木條的  狀況	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：
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，這時集氣瓶中氧氣體積分數是

49或48

%（計算結果保留整數）．

Answer 1

分析：A、根據工業制氧氣的原理分析；
B、（1）若不漏氣，則裝置內氣壓不變；
（2）白磷燃燒產生大量白煙；
（3）氧氣約占空氣總體積的

1

5

；
（4）根據氣體的熱脹冷縮和氧氣約占空氣總體積的

1

5

進行分析；
C、分析表格可知收集的氧氣占容積的體積分數最低為35%時木條就可復燃，根據空氣中原有的氧氣和收集到的氧氣，就可算出氧氣的分數．

解答：解：
A．工業制氧氣是先加壓降溫將空氣轉化為液態，然后升溫，根據題意，氮氣的沸點比氧氣的沸點低，所以氮氣先逸出；
故答案為：加壓降溫；  氮氣；
B、（1）若不漏氣，則裝置內氣壓不變，松開活塞，退回原處，說明裝置氣密性良好；
故答案為：活塞退回20mL刻度；
（2）白磷燃燒產生大量白煙；
故答案為：白煙；
（3）白磷燃燒消耗的氧氣是試管內的氧氣，氧氣約占空氣總體積的

1

5

，40mL的試管中氧氣約為8mL；
故選③；
（4）白磷燃燒放出大量的熱，氣體體積受熱膨脹，所以活塞先向右移動，隨著氧氣不斷被消耗，試管內氣壓變小，活塞向左移，由于沒有彈簧夾，白磷消耗的是整個裝置內的氧氣，約是60mL×

1

5

=12mL，所以最終活塞停在8mL刻度處；
故答案為：先向右后向左；     8；
C．由圖中可知，當氧氣的體積分數達到35%時，帶火星的木條復燃．故填：35；此時空氣還占65%，所以空氣中氧氣的量為：65%×21%≈14%，所以此時瓶內共有氧氣的分數為：14%+35%=49%，若用氧氣占空氣體積的五分之一計算，則結果為48%；
故答案為：35，48或49．

點評：本題主要考查了氧氣的工業制法、空氣組成的測定及對實驗數據的分析，比較綜合，要細心分析．