Question

（2012?淮北模擬）小亮發(fā)現(xiàn)：收集的氧氣占集氣瓶容積的60%（空氣占40%）時，能使帶火星的木條復(fù)燃．那么，使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣濃度的最低值是多少呢？小亮對此展開探究：
第一組實(shí)驗：取5只集氣瓶，編號為①、②、③、④、⑤，分別裝人其總?cè)莘e10%、20%、30%、40%、50%的水．用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去．將帶火星的木條依次插入①～⑤號瓶中，記錄實(shí)驗現(xiàn)象．
小亮在前一組實(shí)驗的基礎(chǔ)上又做了第二組和第三組實(shí)驗，三組實(shí)驗的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象見下表．

	第一組					第二組					第三組
集氣瓶編號	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
收集的O2占容積的體積分?jǐn)?shù)（%）	l0	20	30	40	50	3l	33	35	37	39	34
帶火星木條的狀況	微亮	亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃	很亮	很亮	復(fù)燃	復(fù)燃	復(fù)燃	很亮

請根據(jù)實(shí)驗回答下列問題：
（1）使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法是否可靠：

否

（填“是”或“否’'）．
（2）集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)=收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)+瓶中空氣占容積的體積分?jǐn)?shù)×

21

%．
（3）收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為

35

%時，可使帶火星的木條復(fù)燃，這時集氣瓶中氧氣分?jǐn)?shù)是

49

%（計算結(jié)果保留整數(shù)）．
注意：若答對（4）、（5）兩小題將獎勵4分，但化學(xué)試卷總分不超過60分．
（4）用帶火星的木條直接檢驗雙氧水受熱分解產(chǎn)生的氧氣時，往往難以復(fù)燃，這是因為在加熱生成氧氣的同時產(chǎn)生大量水蒸汽所致，此時混合氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線如圖所示．若只考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對實(shí)驗結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，應(yīng)將加熱雙氧水的最高溫度控制在

82

℃．
（5）采取“半值法”探究能減少實(shí)驗次數(shù)．例如：第一組實(shí)驗若按③、④的編號順序進(jìn)行實(shí)驗，即可確定下一組實(shí)驗收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)在30%～40%之間，從而省去編號為①、②、⑤的實(shí)驗．同理，第二組實(shí)驗可以省去的實(shí)驗編號為

①④⑤

．

Answer 1

分析：本題通過實(shí)驗探究了能使帶火星的木條復(fù)燃的氧氣含量的最低值問題，針對此問題，設(shè)計了幾組氧氣含量不同的對照實(shí)驗．
（1）通過實(shí)驗可以看出，不是純凈的氧氣，帶火星的木條也可以復(fù)燃；
（2）根據(jù)集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)=收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)+瓶中空氣占容積的體積分?jǐn)?shù)×空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行解答；
（3）分析表格可發(fā)現(xiàn)收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)最低為35%時木條就可復(fù)燃，根據(jù)空氣中原有的氧氣和收集到的氧氣，就可算出氧氣的分?jǐn)?shù)；
（4）根據(jù)考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對實(shí)驗結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，則氧氣的含量需要在48%～49%，分析坐標(biāo)進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)“半值法”的應(yīng)用可以減少實(shí)驗的次數(shù)，節(jié)約時間，確定時采用的一般是中間值進(jìn)行解答．

解答：解：（1）通過實(shí)驗可以看出，氧氣含量達(dá)到35%帶火星的木條就可以復(fù)燃，所以用帶火星的木條驗滿氧氣的方法不可靠；
（2）集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)=收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)+瓶中空氣占容積的體積分?jǐn)?shù)×空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．所以集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)=收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)+瓶中空氣占容積的體積分?jǐn)?shù)×21%；
（3）由圖中可知，當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到35%時，帶火星的木條復(fù)燃；此時空氣還占65%，所以空氣中有氧氣的量為：65%×21%≈14%，所以此時瓶內(nèi)共有氧氣的分?jǐn)?shù)為：14%+35%=49%；
（4）只考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對實(shí)驗結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，則氧氣的含量需要在48%～49%，分析坐標(biāo)，可知道溫度大約在82°左右；
（5）采取“半值法”探究能減少實(shí)驗次數(shù)，實(shí)際上就是通過實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析，減少不必要的實(shí)驗，第二組實(shí)驗若按②、③的編號順序進(jìn)行實(shí)驗，即可確定下一組實(shí)驗收集的氧氣占容積的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)在33%～35%之間，從而省去編號①、④、⑤的實(shí)驗．
故答案為：（1）否；  
（2）21；  
（3）35；49；
（4）82；   
（5）①、④、⑤．

點(diǎn)評：設(shè)計實(shí)驗時，要明確實(shí)驗的目的，要注意控制一些變量，本題還采用了“半值法”，從而可減少實(shí)驗的次數(shù)，減少實(shí)驗的過程．