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�。整個(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】

使用步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	化學(xué)方程式
取一只250mL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200mL。	收集200mL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， 打開止水夾	現(xiàn)象Ⅰ	小麗收集的氣體不是純凈的氧氣

 

表中，現(xiàn)象I是                                        。

白磷燃燒的化學(xué)方程式是                               。

【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】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

【答案】

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：    B中部分水被吸入A中     4P+5O₂2P₂O₅（2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：（1）木炭在氧氣中充分燃燒，生成二氧化碳?xì)怏w，不充分燃燒生成一氧化碳，故反應(yīng)的化學(xué)方程式I為：C + O₂CO₂或2C + O₂ ^{點(diǎn)燃} 2CO

（2）燃燒的現(xiàn)象跟氧氣的濃度有關(guān)，濃度越大，燃燒現(xiàn)象就越旺，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%

（3）結(jié)合空氣中氧氣含量的測(cè)定分析，由于白磷能與氧氣反應(yīng)，生成固體五氧化二磷，故反應(yīng)后，集氣瓶中因氧氣的減少而使壓強(qiáng)變小，待白磷熄滅并冷卻到室溫時(shí)，打開止水夾b，會(huì)看到B中部分水被吸入A中；白磷燃燒的化學(xué)方程式是：4P+5O₂2P₂O₅

（4）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為200ml-（42ml+39ml+41ml+38ml）÷4=160m：，故氧氣的體積分?jǐn)?shù)=160ml÷200ml=80%

（5）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��？芍�，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；

本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)B中水量進(jìn)入到A的多少，既是白磷燃燒消耗的氧氣量，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；

考點(diǎn)：空氣中氧氣含量的測(cè)定，燃燒的現(xiàn)象，物理變化和化學(xué)變化，化學(xué)方程式的書寫