Question

【題目】小君和小英同學(xué)發(fā)現(xiàn)：帶火星的竹簽在空氣中不會(huì)復(fù)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(fù)燃，為了找到能使帶火星竹簽復(fù)燃的氧氣含量最小值，他們進(jìn)行了如下探究：

（1）（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）小君設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)研究）第一組實(shí)驗(yàn)：取3只集氣瓶，編號(hào)為①②③，分別裝入15%、30%和45%的水，蓋上蓋玻片倒置在水槽中。當(dāng)氣泡___放出后，導(dǎo)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(hào)瓶中，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

獲得第一組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，小君又做了第二組實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象見(jiàn)下表：

實(shí)驗(yàn)分組	第一組			第二組
實(shí)驗(yàn)序號(hào)	①	②	③	④	⑤	⑥
集氣瓶裝水的體積分?jǐn)?shù)/%	15	30	45	34	38	42
帶火星竹簽狀況	亮	很亮	復(fù)燃	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃

（2）使用帶火星的木條驗(yàn)滿(mǎn)氧氣的方法是否可靠：_____(填“是”或“否’')。

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

（4）根據(jù)兩組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出，收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為____%時(shí)，可使帶火星的木條復(fù)燃，這時(shí)集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)是__%（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù))。

（5）小英認(rèn)為上述兩組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象還不能確定能使帶火星竹簽復(fù)燃的氧氣含量最小值，需繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。則實(shí)驗(yàn)序號(hào)⑦的集氣瓶裝水的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該是____%。

（6）（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）再經(jīng)過(guò)數(shù)次實(shí)驗(yàn)并計(jì)算后得出：能使帶火星竹簽復(fù)燃的氧氣含量最小值為48.7%。

（繼續(xù)探究）小君認(rèn)為采用該方法收集的氧氣中含有一定量的水蒸氣，請(qǐng)你提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的措施___。

（7）為了測(cè)定能使帶火星的木條復(fù)燃時(shí)氧氣的最低濃度，課外活動(dòng)小組的同學(xué)們又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)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(mǎn)水，塞緊膠塞并關(guān)閉活塞 b，打開(kāi)活塞a通入氧氣，把瓶里的水排入量筒，當(dāng)量筒內(nèi)的水達(dá)到設(shè)定的體積后立即關(guān)閉活塞a，然后打開(kāi)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?jǐn)?shù)約為60%的氣體，則停止通入氧氣時(shí)量筒內(nèi)水的體積約為_____（提示：空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為1/5）

A．25 mLB．40 mL C．60 mL D．75 mL

Answer 1

【答案】稀釋過(guò)氧化氫溶液，減緩過(guò)氧化氫的分解速度連續(xù)、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(shè)計(jì)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(guò)氧化氫溶液，減緩過(guò)氧化氫的分解速率；當(dāng)氣泡連續(xù)、均勻放出后，導(dǎo)管口伸入集氣瓶把其中的水全部排出；

(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，氧氣含量達(dá)到38%帶火星的木條就可以復(fù)燃，所以用帶火星的木條驗(yàn)滿(mǎn)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?jǐn)?shù)=收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)+瓶中空氣占容積的體積分?jǐn)?shù)×空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)；

(4)由圖中可知，當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到38%時(shí)，帶火星的木條復(fù)燃；此時(shí)空氣還占62%，所以空氣中有氧氣的量為：62%×21%≈13%，所以此時(shí)瓶?jī)?nèi)共有氧氣的分?jǐn)?shù)為：13%+38%=51%；

(5)采取“半值法”探究能減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，實(shí)際上就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，減少不必要的實(shí)驗(yàn)，第二組實(shí)驗(yàn)若按④、⑤的編號(hào)順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即可確定下一組實(shí)驗(yàn)收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)在34%～38%之間；

(6)小君認(rèn)為采用該方法收集的氧氣中含有一定量的水蒸氣，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)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?dú)獾捏w積是：150mL-90mL=60mL；空氣的體積是：60mL÷=75mL，那么停止通入氧氣時(shí)量筒內(nèi)水的體積約為：150mL-75mL=75mL。