Question

某研究性學習小組對雙氧水開展如下研究．
（1）圖1裝置中儀器①的名稱為

分液漏斗

．
（2）小林同學將MnO₂與水泥按一定比例混合，制作成小塊狀固體，加入圖2裝置中制氧氣以方便實驗結束回收二氧化錳．其中塊狀固體應放置在

A

處（填“A”或“B”），二氧化錳的作用是

催化作用

，該裝置中反應的文字表達式是

過氧化氫

二氧化錳

水+氧氣

．利用該裝置反應一段時間后，需停止反應，其操作是

關閉活塞

，原因是

關閉活塞后，產生的氣體使試管中壓強增大，液體被壓回長頸漏斗中，固液分離，反應停止

．
（3）小亮發現：收集的氧氣占集氣瓶容積的60%（空氣占40%）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？小亮對此展開探究．
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．將帶火星的術條依次插入①～⑤號瓶中，記錄實驗現象．
小亮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O2占容積的體積分數（%）	10	20	30	40	50	31	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：
①本實驗中使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法是否可靠：

否

（填“是”或“否”）．
②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，這時集氣瓶中氧氣的體積分數是

49

%（計算結果保留整數）．
③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3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

87

℃．

Answer 1

分析：（1）根據化學實驗常見儀器的名稱及圖中所指的儀器來解答；
（2）根據固體的形狀來分析位置，利用二氧化錳在反應前后的質量不變分析其作用，根據反應物與生成物來書寫文字表達式，利用壓強來分析可停止反應的原因；
（3）根據幾組氧氣含量不同的對照實驗可以看出，不是純凈的氧氣也能使帶火星的木條復燃；分析表格可發現收集的氧氣占容積的體積分數最低為35%時木條也可復燃，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；利用圖3來確定需要的溫度來分析解答．

解答：解：（1）由圖可知，儀器①為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（2）因裝置為固體與液體反應裝置，則塊狀固體可放在有孔塑料板上，則放在A處，二氧化錳在反應前后的質量不變，在該反應中作催化劑，即雙氧水在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣，若要停止反應，則可關閉活塞，產生的氣體使試管中壓強增大，液體被壓回長頸漏斗中，固液分離，反應停止，
故答案為：A；催化作用； 過氧化氫

二氧化錳

水+氧氣；關閉活塞；關閉活塞后，產生的氣體使試管中壓強增大，液體被壓回長頸漏斗中，固液分離，反應停止；
（3）①通過實驗可以看出，氧氣含量達到35%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，故答案為：否；
②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，即收集的氧氣占容積的體積分數最低為35%，此時空氣還占65%，所以空氣中有氧氣的量為：65%×21%≈14%，所以此時瓶內共有氧氣的分數為14%+35%=49%，故答案為：35；49；
③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，則氧氣的含量需要在圖3坐標中的49%處，向橫坐標作垂線，則可知溫度大約在87℃左右，故答案為：87；

點評：本題考查了雙氧水的分解實驗及探究能使帶火星的木條復燃需要的氧氣的濃度，習題較難，學生應注意設計實驗時，要明確實驗的目的，特別要注意控制實驗中的一些變量來分析，注重實驗數據及圖象的分析處理及應用來解答．