Question

【題目】學(xué)習(xí)了氧氣的知識(shí)，興趣小組同學(xué)對(duì)氧氣在生活中的應(yīng)用進(jìn)行了探究。

（查閱資料）家用制氧機(jī)（如圖）的工作原理如下：加壓時(shí)，裝填制氧機(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�，整個(gè)過程中，分子篩并不消耗。興趣小組同學(xué)用家用制氧機(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。

（一）實(shí)驗(yàn)I：小組同學(xué)準(zhǔn)備通過以下實(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）取一只 250mL 的集氣瓶，用排水法收集一瓶所帶氣體，然后把一根燃著的木條插入集氣瓶中，木條燃燒得更旺。

（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)并不能證明小組同學(xué)所帶來的氣體一定是純凈的氧氣。該實(shí) 驗(yàn)不能確定所收集氣體為純凈氧氣的原因是_____。

（二）實(shí)驗(yàn) II：測(cè)定小組同學(xué)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)了如圖所示裝置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并重復(fù)多次。請(qǐng)補(bǔ)充完實(shí)驗(yàn)記錄。

（實(shí)驗(yàn)步驟）

①檢查_____。

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，露出白磷后，關(guān)閉止水夾a 和b，A 中水進(jìn)入到 B 中，測(cè)得B 中水的體積為V1mL。

④用凸透鏡聚光引燃白磷，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。B 中水倒吸進(jìn)入到A 中， 測(cè)得量筒中的體積變?yōu)?/span>V2mL。

⑥計(jì)算小組同學(xué)所帶氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。

（1）下列有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法中，正確的是（______）

A.步驟③中，仰視量筒讀數(shù)會(huì)使測(cè)得的 V1 數(shù)值偏低；

B.步驟④中，白磷燃燒時(shí)要保持關(guān)閉止水夾 a 和 b；

C.步驟⑤中，未冷卻至室溫會(huì)使測(cè)得的小組同學(xué)所帶氣體中氧氣的含量偏高；

D.步驟⑥中，求得氧氣的體積分?jǐn)?shù)等于

（2）（數(shù)據(jù)記錄）

經(jīng)測(cè)定 V1=210mL；V2 數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4	5
B 中剩余水體積/mL	100	52	49	51	48

（數(shù)據(jù)處理）已知，在如表數(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。小組同學(xué)所帶氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為_____%（保留小數(shù)點(diǎn)后一位有效數(shù)字）

（3）（實(shí)驗(yàn)反思）

①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用高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)方程式_____，由于制取成本較高，不適合大量生產(chǎn)，一般用于實(shí)驗(yàn)室制取。

③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

【答案】燃燒更旺只能說明收集氣體中氧氣的濃度大于空氣，無法證明是純凈氧氣 裝置的氣密性 打開止水夾b ABD 76.2 物理變化 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 白磷的量不足

【解析】

[實(shí)驗(yàn)反思]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%；

實(shí)驗(yàn) II：①加入藥品，將裝置連接固定前，要先檢查裝置的氣密性；

⑤待白磷熄滅并冷卻到室溫，打開止水夾b ，B 中水倒吸進(jìn)入到A 中；

（1）下列有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法中，正確的是（ ）

A、步驟③中，仰視量筒讀數(shù)偏小，會(huì)使測(cè)得的 V1 數(shù)值偏低，故正確；B、步驟④中，白磷燃燒時(shí)，要保持關(guān)閉止水夾 a 和 b，故正確；C、步驟⑤中，未冷卻至室溫會(huì)使測(cè)得的小組同學(xué)所帶氣體中氧氣的含量偏低，故錯(cuò)誤；D、根據(jù)數(shù)據(jù)可得：氧氣的體積分?jǐn)?shù)= 100%，故正確；

[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，則所帶氣體中氧氣的體積為210mL-（52mL+49mL+51mL+48mL）÷4=160mL，故氧氣的體積分?jǐn)?shù)= 100%=76.2；

（3）①這臺(tái)家用制氧機(jī)制氧氣的過程中沒有生成新物質(zhì)，屬于物理變化；

②加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；

③根據(jù)題意可知，B中剩余的水越多，說明消耗的氧氣越少，壓強(qiáng)變化小，倒吸的水也就少，所以第1組數(shù)據(jù)較大，說明氧氣沒有被消耗完，最可能的情況就是白磷量不足，不足以消耗所有的氧氣。