Question

【题目】某同学发现将带火星的木条伸入氧气含量约占40％的空气样品中就能复燃，那么能使带火星的木条复燃的氧气含量的最低值是多少呢?小亮同学设计了如下实验进行探究：

第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总体积10％、20％、30%、40％、50％的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，并进行了记录。

第一组

第二组

第三组

集气瓶编号

①

②

③

④

⑤

①

②

③

④

⑤

①

收集的O2占集气瓶的体积分数（%）

10

20

30

40

50

31

33

35

37

39

34

带火星木条的状况

微亮

亮

很亮

复燃

复燃

很亮

很亮

复燃

复燃

复燃

很亮

请回答下列问题：

(1)收集的氧气占容积的体积分数最低为________％时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气体积分数约为_____％(计算结果取整数)。

(2)用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时，往往难以复燃，这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸汽所致，此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如下图所示。若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，应将加热双氧水的最高温度控制在大约___________℃。

（3）某同学改用下图装置后能使带火星的木条复燃，其原因是_______________。

Answer 1

【答案】 35 48或49 81-84之间均给分 U型管冷凝了水蒸气，提高了氧气的纯度

【解析】（1）通过实验可以看出，氧气含量达到35%带火星的木条就可以复燃；（2）观察实验记录，收集的氧气占容积的体积分数最低为35%，带火星的木条复燃，此时空气还占65%，所以空气中有氧气的量为：65%×21%≈14%，所以此时瓶内共有氧气的分数为：14%+35%=49%，若用氧气占空气体积的五分之一计算，则结果为48%；（3）只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，则氧气的含量需要在48%～49%，分析坐标，可知道温度大约在87°左右；水蒸气含量多，则氧气的含量就少，U形管内放入冰水混合物，起到使水蒸气冷凝的作用，故答案为：87，U型管冷凝了水蒸气，提高了氧气的纯度。