Question

【题目】小亮通过学习知道了氧气的验满方法，即将带火星的木条伸到集气瓶口处，若带火星的木条复燃，则证明氧气已收集满了。那么，使带火星的木条复燃的氧气一定是纯氧吗？小亮对此展开探究：

取5只集气瓶，编号为①②③④⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶的水排去。将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中，记录实验现象。小亮又在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见下表。

	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
收集的氧气占容器的体积分数（%）	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39	34
带火星木条	微亮	亮	很亮	复燃	复燃	很亮	很亮	复燃	复燃	复燃	很亮

请根据实验回答下列问题：

（1）写出一个实验室制取氧气的化学方程式_______________________。

（2）使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：_______________（填“是”或“否”）。

（3）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，这时集气瓶中氧气的体积分数是_______________（计算结果百分号内保留一位数小数）。

（4）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气所致，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_______________℃以下。

（5）采取“半值法”探究能减少实验次数。例如：

第一组实验若按③④的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%~40%之间，从而省去编号为①②⑤的实验。同理，第二组实验可以省去的实验编号为_______________。

Answer 1

【答案】 略 否 35% 48.6% 82.5±0.5 ①④⑤

【解析】（1）实验室制取氧气的方法有三种，分解过氧化氢、加热高锰酸钾、加热氯酸钾，其中在二氧化锰的催化作用下过氧化氢分解生成水和氧气，反应的化学方程式表示为：2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑；（2）由实验可知，当集气瓶中的氧气达到35%时带火星的小木条即可复燃，故使用带火星的木条验满氧气的方法不可靠；（3）由表格信息可知，当收集的氧气占容积的体积分数最低为35%时，可使带火星的木条复燃；氧气占容积的35%时，空气是65%，假设混合气体为100L，那么氧气是35L，空气是65L，氧气约占空气总体积是21%，因此空气的氧气=65L =13.65L，那么氧气的体积分数= 48.6%；（4）由图可知，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，那么氧气的体积分数48.6%，应将加热双氧水的最高温度控制在82.5℃以下；（5）根据实验现象可知带火星的小木条复燃的收集的氧气占容器的体积分数在33%-35%之间，故第二组实验可以省去的实验编号为①④⑤。