Question

小麗對(duì)家中的家用制氧機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣。她通過閱讀說明書了解到家用制氧機(jī)的工作原理如下：加壓時(shí)，裝填在制氧機(jī)內(nèi)部的分子篩吸附空氣中的氮?dú)�，制取高濃度氧氣。減壓時(shí)，分子篩將所吸附的氮?dú)馀欧拧Ｕ麄�(gè)過程中，分子篩并不消耗。小麗用這臺(tái)家用制氧機(jī)制取并收集了一袋氣體，帶到實(shí)驗(yàn)室對(duì)其進(jìn)行研究。

實(shí)驗(yàn)I：小麗欲通過以下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所收集的氣體是否為純凈的氧氣。  
【實(shí)驗(yàn)記錄】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	化學(xué)方程式
取一只250 mL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(xué)方程式I

表中，化學(xué)方程式I是   。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】收集的氣體是純凈的氧氣。
【實(shí)驗(yàn)反思】老師指出上述實(shí)驗(yàn)并不能證明小麗所帶來的氣體一定是純凈的氧氣。該實(shí)驗(yàn)不能證明所收集氣體為純凈氧氣的原因是   。

實(shí)驗(yàn)II：測(cè)定小麗所帶氣體中氧氣的含量。
同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下設(shè)計(jì)了如右圖所示裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)多次。
【實(shí)驗(yàn)記錄】

實(shí)驗(yàn)操作		主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)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a和b，向A中緩慢鼓入一定量氣體后關(guān)閉止水夾a和b	A中水進(jìn)入到B中，B中水的體積為200 mL。	收集200 mL氣體（由壓強(qiáng)差引起的誤差忽略不計(jì)）
④	用凸透鏡聚光引燃白磷	燃燒，產(chǎn)生大量白煙
⑤	待白磷熄滅并冷卻到室溫， 進(jìn)行操作I	現(xiàn)象I	小麗收集的氣體不是純凈的氧氣

表中，操作I是   ；現(xiàn)象I是   。
【數(shù)據(jù)記錄】   

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4	5
B中剩余水體積/mL	100	42	39	41	38

【數(shù)據(jù)處理】已知，在上表數(shù)據(jù)中，第1組數(shù)據(jù)偏差較大，存在明顯誤差，在數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)刪去。小麗所帶氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為    % 。
【實(shí)驗(yàn)反思】
（1）這臺(tái)家用制氧機(jī)制氧氣的過程發(fā)生的變化屬于  （填“物理變化”或“化學(xué)變化”）。
（2）導(dǎo)致第1組數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差的可能原因是   。

Answer 1

實(shí)驗(yàn)I：C + O₂CO₂（寫出生成CO的反應(yīng)不扣分）   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100%（其他合理答案均可得分）
實(shí)驗(yàn)II： 打開止水夾b      B中部分水被吸入A中（其他合理答案均可得分）
80%       物理變化         白磷量不足（其他合理答案均可得分）

解析試題分析：實(shí)驗(yàn)I：【實(shí)驗(yàn)記錄】由于木炭在氧氣中充分燃燒，只生成二氧化碳?xì)怏w，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為 C+O₂CO₂；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)II：【實(shí)驗(yàn)記錄】結(jié)合學(xué)過的“空氣中氧氣含量的測(cè)定的實(shí)驗(yàn)”可知，由于白磷能與氧氣反應(yīng)，故反應(yīng)后，集氣瓶中因氧氣的減少而使壓強(qiáng)變小，故待白磷熄滅并冷卻到室溫時(shí)，打開止水夾b，會(huì)看到B中有部分水會(huì)被吸入A中。
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)題意，由于第1組數(shù)據(jù)偏差較大，存在明顯誤差，故在數(shù)據(jù)處理時(shí)已刪去；為了進(jìn)一步縮小誤差，可求出另外4次的平均值作為最終結(jié)果，則小麗所帶氣體中氧氣的體積約為200ml-=160ml，故氧氣的體積分?jǐn)?shù)=×100%=80%。
【實(shí)驗(yàn)反思】
（1）根據(jù)題意可知，這臺(tái)家用制氧機(jī)在制氧氣的過程中，只是將空氣中的氮?dú)夂脱鯕夥蛛x，而沒有新物質(zhì)生成，故發(fā)生的變化屬于物理變化。
（2）根據(jù)題意可知，B中剩余的水越多，說明消耗的氧氣就越少；因?yàn)閴簭?qiáng)變化的越小，倒吸的水也就越少；根據(jù)上面的數(shù)據(jù)處理可知，小麗所帶氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為80%，而根據(jù)第1組數(shù)據(jù)可知，此時(shí)氧氣并沒有被消耗完，故最可能的情況就是白磷量不足，不足以消耗所有的氧氣。
考點(diǎn)：氧氣的化學(xué)性質(zhì)，純凈物與混合物的判別，化學(xué)方程式的書寫，測(cè)定空氣中氧氣的含量，化學(xué)變化與物理變化的判別
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來驗(yàn)證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。