Question

【題目】小亮在實驗時發(fā)現(xiàn)：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。將帶火星的木條依次插入①——⑤號瓶中，記錄實驗現(xiàn)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(shù)據(jù)和現(xiàn)象見下表。

	第一組					第二組					第三組
集氣瓶序號	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
收集的O2占容積的體積分數(shù)（%）	l0	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(jù)實驗回答下列問題：

（1）寫出實驗室用氯酸鉀制取氧氣的反應化學方程式______________：

（2）當收集的氧氣占容積的體積分數(shù)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(shù)是___________%（計算結果保留整數(shù)）。

（3）根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，你認為，使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法是否可靠：_________ （填“是”或“否”）。

（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汽所致，此時混合氣體中氧氣的體積分數(shù)隨溫度變化的曲線如圖所示。若只考慮氧氣的體積分數(shù)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______℃。

（5）采取“半值法”探究能減少實驗次數(shù)。

例如：第一組實驗若按③、④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(shù)應在30%——40%之間，從而省去編號為①、②、⑤的實驗。同理，第二組實驗可以省去的實驗編號為________。

Answer 1

【答案】 35 48或49 否 82（或82左右的數(shù)字） ①、④、⑤

【解析】

探究使帶火星的木條復燃的氧氣濃度的最低值是多少呢?

分析三組實驗的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可知：

（1）實驗室用氯酸鉀制取氧氣，氯酸鉀在二氧化錳作催化劑的條件下受熱分解生成氯化鉀和氧氣，反應化學方程式為；

（2）當收集的氧氣占容積的體積分數(shù)最低為35%時，可使帶火星的木條復燃，這時集氣瓶中空氣的體積分數(shù)為65%，空氣中氧氣的體積分數(shù)約為21%，則這時集氣瓶中氧氣的體積分數(shù)是；若按空氣中氧氣的體積分數(shù)約為五分之一計算，則這時集氣瓶中氧氣的體積分數(shù)是。故此空填48或49均可；

（3）根據(jù)以上的數(shù)據(jù)可知當收集的氧氣占容積的體積分數(shù)最低為35%時就可使帶火星的木條復燃，故使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法不可靠，故填否。

（4）由題意若只考慮氧氣的體積分數(shù)對實驗結果的影響，欲使帶火星的木條復燃，氧氣的含量最低在48%-49%，結合曲線圖可知應將加熱雙氧水的最高溫度控制在82℃左右。

（5）采取“半值法”探究能減少實驗次數(shù)。

由題意第二組實驗若按②、③的編號順序進行實驗，即可確定實驗收集的氧氣占容積的體積分數(shù)應在33%-35%之間，則第二組實驗可以省去的實驗編號為①、④、⑤。