Question

小明做红磷燃烧实验，需要氧气0.2g．（氧气密度为1.43g/L）
（1）实验时，为了保证所需的氧气量，他大致需要空气________mL．（结果保留整数）
（2）为了得到浓度较大的氧气，小明思考了一下，改用下面的方法来收集氧气：
第一步：取250毫升的集气瓶，预先使瓶内留有占其容积的20%的水（余下为空气），用玻片盖住瓶口，并倒立于水槽中．
第二步：向瓶中小心通入氧气，待瓶内水排完后，用玻片盖住瓶口，取出正放好．
请帮小明计算一下，瓶内氧气的量能否满足实验的需要？（写出计算过程及结果）
（3）若小明按一定比例将氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，请在坐标系中画出反应过程中二氧化锰的质量分数（%）随时间（t）而变化的图象．

Answer 1

解：（1）需要氧气0.2g时，（氧气密度为1.43g/L）所需空气的体积：
0.2g÷1.43g/L÷21%=0.666L=666mL
（2）计算这两步操作中氧气的体积和能存在于空气的体积比较：250mL×（1-20%）×21%+250mL×20%=92mL 92mL÷21%=438mL＜666mL 不满足实验的需要．
（3）有分析画出图象是：

故答案为：
（1）666mL；
（2）250mL×（1-20%）×21%+250mL×20%=92mL 92mL÷21%=438mL＜666mL 不满足实验的需要；
（3）
分析：（1）根据氧气的质量和密度计算出氧气的体积，因氧气的体积占空气体积的21%，即可求得空气的体积；
（2）第一步：取250毫升的集气瓶，求得其80%体积的空气中氧气的体积；第二步：在250毫升的集气瓶里占其容积的20%的水全部排净变为氧气；根据这两步操作中氧气的总量再求得空气的体积，然后比较可得所需结果．
（3）因二氧化锰在此反应中作催化剂，其质量在反应前后始终不变，而将一定比例将氯酸钾和二氧化锰混合加热时，混合物的质量不断减少直至氯酸钾分解完毕，由题意可画出其变化图象．
点评：本题考查学生根据氧气占空气体积分数进行分析解题的能力．特别注意二氧化锰在反应中作催化剂，其质量在化学反应前后不变，根据反应事实绘画图象．