Question

【题目】青竹湖化学兴趣小组利用课余时间做了两个课题研究：

第一个课题：对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进。 将数显设备、气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按下图链接。 装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为 V1。关闭活塞。点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为 V2。然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体 体积为V3。在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。请回答：

(1)数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量______(选填“大于”、“等于”或“小于”)氧气量减少导致的气压变化量；

(2)基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到___所经历的时间；

(3)在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为_______(选填“V1-V2”，“V1-V3”或“V2-V3”)。

第二个课题：研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异； 做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器则定收集到的氧气浓度，数据见表，请回答：

收集方法	向上排空气法			排水法
氧气浓度%	79.6	79.7	79.9	90.0	89.8	89.3
氧气平均浓度%	79.7			89.7

(4)用排水法收集氧气时，以观察到___________________为氧气集满的标准；

(5)表中数据显示，以上两种方法中，_______________法收集到的氧气更纯净；

(6)向上排空气法收集到的氧气浓度只有 80%左右的原因有_____________(填字母)。

A.氧气的密度(1.43g/L)仅略大于空气的密度(1.29g/L)

B.加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有 80%左右

C.当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气

D.当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散

Answer 1

【答案】大于 装置冷却至室温 V1﹣V3 当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时 排水 ACD

【解析】

（1）实验开始时，红磷燃烧放热，由于温度升高导致的气压变化量大于氧气量减少导致的气压变化量，所以开始一段时间集气瓶内气体压强上升；

（2）在实验结束后，必须等到装置冷却至室温后才能打开活塞。所以“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后到装置冷却至室温所经历的时间；

（3）参加反应的氧气即为集气瓶内减少的氧气，其体积为：V1﹣V3；

（4）用排水法收集氧气时，当气泡从瓶口冒出时或观察到瓶中水排尽时，说明该瓶内的气体已集满；

（5）氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净，由以上信息中也可得到同样结论；

（6）用向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有可能有：氧气的密度略大于空气的密度；当观察到带火星木条复燃时，集气瓶内还有空气；当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散等；加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度远超过80%。故选ACD。