Question

我們已經知道氧氣能使帶火星的小木條復燃，那么能使帶火星的小木條復燃的是否一定是純氧呢？為了弄清楚這個問題，某化學探究小組進行了如下探究，步驟如下：
①取5個大小相同的集氣瓶，分別編號為1、2、3、4、5，并分別使瓶內留有占集氣瓶容積10%、20%、30%、40%、50%的水（余下為空氣），用玻璃片蓋住并倒扣在水中．
②在試管中加入氯酸鉀和二氧化錳的化合物，加熱，分別用排水法向上述5個瓶子中通入氧氣，小心地把5個瓶內的水排完后，用玻璃片蓋住瓶口，取出正放好．
③分別將帶火星的木條伸入5個瓶中，觀察到的現(xiàn)象如下：

編號	1	2	3	4	5
現(xiàn)象	微亮	亮	很亮	復燃	復燃

請你參與探究，回答下列問題：
（1）寫出該實驗中產生氧氣的化學符號表達式

 

．
（2）從觀察到的現(xiàn)象可知，使帶火星的小木條復燃所需氧氣的最小體積分數(shù)介于

 

號瓶與

 

瓶之間．
（3）用排水法收集到氧氣后，4號瓶中氧氣的體積分數(shù)約為

 

（提示：空氣中氧氣的體積分數(shù)約為21%）
（4）若要得到更準確的體積分數(shù)范圍，只要調整①步驟中集氣瓶內水的體積，并重復上述實驗即可，你認為調整后瓶內水占集氣瓶容積的體積分數(shù)為

 

%～

 

%之間．
（5）通過以上實驗得出的結論是

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質變化的條件和影響物質變化的因素,空氣的成分及各成分的體積分數(shù),實驗室制取氧氣的反應原理,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物時，氯酸鉀分解能生成氯化鉀和氧氣，二氧化錳在反應前后質量不變，在反應中作催化劑，是反應的條件，可以據此解答．
（2）分析圖表中觀察到的現(xiàn)象推測實驗結論；
（3）集氣瓶中氧氣的體積分數(shù)=收集的氧氣占容積的體積分數(shù)+瓶中空氣占容積的體積分數(shù)×空氣中氧氣的體積分數(shù)；
（4）根據圖表中現(xiàn)象，帶火星的木條在3號瓶中很亮，4號瓶中復燃，說明使帶火星的木條復燃所需氧氣的最小體積介于30%-40%之間；
（5）對氧氣的純度進行分析，據此分析解答．

解答：解：（1）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用和加熱的條件下，受熱分解能生成氯化鉀和氧氣，反應的化學方程式為：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑．
（2）根據圖表中現(xiàn)象，帶火星的木條在3號瓶中很亮，4號瓶中復燃，說明使帶火星的木條復燃所需氧氣的最小體積介于3號瓶和4號瓶之間；
（3）集氣瓶中氧氣的體積分數(shù)=收集的氧氣占容積的體積分數(shù)+瓶中空氣占容積的體積分數(shù)×21%；4號瓶中收集的氧氣占容積的體積分數(shù)為40%，此時空氣還占60%，所以空氣中有氧氣的量為：60%×21%=12.6%，所以此時瓶內共有氧氣的分數(shù)為：12.6%+40%=52.6%；
（4）根據圖表中現(xiàn)象，帶火星的木條在3號瓶中很亮，4號瓶中復燃，說明使帶火星的木條復燃所需氧氣的最小體積介于30%-40%之間；故若需要準確的體積分數(shù)范圍，只需要調整①步驟中集氣瓶內水占集氣瓶的體積分數(shù)為30%-40%；
（5）由實驗可得所謂“純氧”并不是“100%純”，氧氣的體積分數(shù)只需在52.6%以上就可以認為是純氧；
故答案為：（1）2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；
（2）3、4；
（3）52.6%；
（4）30%-40%
（5）氧氣的體積分數(shù)只需在52.6%以上就可以認為是純氧

點評：本題考查了學生根據現(xiàn)象分析結論的能力，以及對氧氣占空氣體積的21%的理解和應用，能較好考查對知識的理解和應用．