Question

【題目】小君和小英同學發現：帶火星的竹簽在空氣中不會復燃，若用裝有60%水的集氣瓶倒置在水槽中收集氧氣，得到的氣體能使帶火星的竹簽復燃，為了找到能使帶火星竹簽復燃的氧氣含量最小值，他們進行了如下探究：

（1）（設計實驗）小君設計了如圖的裝置，該裝置的圓底燒瓶中放入25毫升水的目的是___。

（實驗研究）第一組實驗：取3只集氣瓶，編號為①②③，分別裝入15%、30%和45%的水，蓋上蓋玻片倒置在水槽中。當氣泡___放出后，導管口伸入集氣瓶把其中的水全部排出，將相同的3支帶火星竹簽分別插入①～③號瓶中，記錄實驗現象。

獲得第一組實驗現象后，小君又做了第二組實驗，并記錄實驗現象，兩組實驗數據和現象見下表：

實驗分組	第一組			第二組
實驗序號	①	②	③	④	⑤	⑥
集氣瓶裝水的體積分數/%	15	30	45	34	38	42
帶火星竹簽狀況	亮	很亮	復燃	很亮	復燃	復燃

（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）集氣瓶中氧氣的體積分數=收集的氧氣占容積的體積分數+瓶中空氣占容積的體積分數×___%．

（4）根據兩組實驗現象得出，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分數是__%（計算結果保留整數)。

（5）小英認為上述兩組實驗現象還不能確定能使帶火星竹簽復燃的氧氣含量最小值，需繼續進行實驗。則實驗序號⑦的集氣瓶裝水的體積分數應該是____%。

（6）（實驗結論）再經過數次實驗并計算后得出：能使帶火星竹簽復燃的氧氣含量最小值為48.7%。

（繼續探究）小君認為采用該方法收集的氧氣中含有一定量的水蒸氣，請你提出實驗改進的措施___。

（7）為了測定能使帶火星的木條復燃時氧氣的最低濃度，課外活動小組的同學們又進行了實驗探究。他們設計的實驗方案是先將氧氣和空氣按不同的體積比收集在集氣瓶里。收集氣體的裝置如圖。

收集氣體的方法是：在150mL集氣瓶里裝滿水，塞緊膠塞并關閉活塞 b，打開活塞a通入氧氣，把瓶里的水排入量筒，當量筒內的水達到設定的體積后立即關閉活塞a，然后打開活塞b通入空氣，把瓶里的水全部排入量筒。若要收集一瓶含氧氣的體積分數約為60%的氣體，則停止通入氧氣時量筒內水的體積約為_____（提示：空氣中氧氣的體積分數約為1/5）

A．25 mLB．40 mL C．60 mL D．75 mL

Answer 1

【答案】稀釋過氧化氫溶液，減緩過氧化氫的分解速度連續、均勻否21385136收集氧氣前增加氣體的干燥裝置，再用排油法收集氧氣D

【解析】

(1)小君設計了如圖的裝置，該裝置的圓底燒瓶中放入25毫升水的目的是：稀釋過氧化氫溶液，減緩過氧化氫的分解速率；當氣泡連續、均勻放出后，導管口伸入集氣瓶把其中的水全部排出；

(2)通過實驗可以看出，氧氣含量達到38%帶火星的木條就可以復燃，所以用帶火星的木條驗滿氧氣的方法不可靠；

(3)由題干所提供的條件可知：集氣瓶中氧氣的體積分數=收集的氧氣占容積的體積分數+瓶中空氣占容積的體積分數×空氣中氧氣的體積分數；

(4)由圖中可知，當氧氣的體積分數達到38%時，帶火星的木條復燃；此時空氣還占62%，所以空氣中有氧氣的量為：62%×21%≈13%，所以此時瓶內共有氧氣的分數為：13%+38%=51%；

(5)采取“半值法”探究能減少實驗次數，實際上就是通過實驗數據的分析，減少不必要的實驗，第二組實驗若按④、⑤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34%～38%之間；

(6)小君認為采用該方法收集的氧氣中含有一定量的水蒸氣，實驗改進的措施是：收集氧氣前增加氣體的干燥裝置，再用抽氣法收集氧氣；

(7)氧氣的總量為150mL×60%=90mL，氮氣的體積是：150mL-90mL=60mL；空氣的體積是：60mL÷=75mL，那么停止通入氧氣時量筒內水的體積約為：150mL-75mL=75mL。