Question

【题目】某校化学兴趣小组的同学对水的组成和氧气的性质做了以下探究实验：

（1）探究一：图甲实验用于测定水的组成． ① 负极产生的气体可用检验．
② 写出电解水的文字或符号表达式 ．
③该实验得出的结论是水是由氢元素和氧元素组成的，下列反应中，也能说明水的组成的是（填序号）
A．H2和O2反应 B．H2和C12反应 C．H2和CuO反应生成水和铜
（2）探究二：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
收集的氧气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：
（I）用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠（填“是”或“否”）．
（II）写出铁在氧气中燃烧的文字或符号表达式 ．
（III）采取“半值法”探究能减少实验次数．例如：第一组实验若按③、④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①、②、⑤的实验．同理，第二组实验可以省去的实验编号为 ．
（IV）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，这时集气瓶中氧气分数约为%（计算结果保留整数）．
（V）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图乙所示．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℃．某同学改用如图丙装置后能使带火星的木条复燃其原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）燃烧的木条；水 氢气+氧气，或2H2O 2H2↑+O2↑；A
（2）否；铁+氧气 四氧化三铁，或3Fe+2O2 Fe3O4；①④⑤；35；49；87；冰水混合物使水蒸气冷凝，提高了氧气的体积分数
【解析】解：探究一：（1）负极产生的气体是氢气，可用燃烧的木条检验，检验方法是：把燃烧的木条靠近管口，打开活塞，气体燃烧，发出淡蓝色火焰．故填：燃烧的木条．（2）电解水的文字表达式和化学方程式为：水 氢气+氧气，2H2O 2H2↑+O2↑．故填：水 氢气+氧气，或2H2O 2H2↑+O2↑．（3）该实验得出的结论是水是由氢元素和氧元素组成的，氢气燃烧生成水，也能说明水是由氢元素和氧元素组成的．
故填：A．
探究二：（1）由表中数据可知，带火星的木条在不是纯净的氧气中也能够复燃，因此用带火星的木条验满氧气的方法不可靠．
故填：否．（2）铁在氧气中燃烧的文字表达式和化学方程式为：铁+氧气 四氧化三铁，3Fe+2O2 Fe3O4 ．
故填：铁+氧气 四氧化三铁，或3Fe+2O2 Fe3O4 ． （3）第一组实验若按③、④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①、②、⑤的实验．同理，第二组实验若按②、③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33%～35%之间，从而省去编号①、④、⑤的实验，
因此第二组实验可以省去的实验编号为①④⑤．
故填：①④⑤．（4）由第三组实验可知，收集的氧气占容积的体积分数为34%时，带火星的木条不能复燃，因此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；
这时集气瓶中氧气分数约为：（1﹣35%）×21%+35%≈49%．
故填：35；49．（5）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87℃，这是因为87℃时，氧气的体积分数约为49%，如果温度高于87℃时，氧气的体积分数会小于49%，不能使带火星的木条复燃；
改用如图丙装置后能使带火星的木条复燃其原因是冰水混合物使水蒸气冷凝，提高了氧气的体积分数．
故填：87；冰水混合物使水蒸气冷凝，提高了氧气的体积分数．
【考点精析】解答此题的关键在于理解电解水实验的相关知识，掌握电解水的实验：A.装置―――水电解器B.电源种类---直流电C.加入硫酸或氢氧化钠的目的----增强水的导电性D.化学反应：2H2O=== 2H2↑+ O2↑，以及对书写化学方程式、文字表达式、电离方程式的理解，了解注意：a、配平 b、条件 c、箭号．