题目内容

19.某化学小组同学发现:收集的氧气占集气瓶容积的50%(空气占50%)时,能使带火星的木条复燃.那么,使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢?该小组对此展开探究:
该小组同学首先进行第一组实验:取3个集气瓶,编号为①、②、③,装入一定体积的水,塞上带导管的橡皮塞(如图所示),在导气管中通入氧气,分别把3个集气瓶中的水排出.并通过排水量来控制通入氧气的体积(滞留在导管内的水忽略不计).将带火星的木条依次插入①-③号瓶中,记录实验现象.
同学们在第一组实验的基础上,又做了第二组和第三组实验.实验数据和现象见下表.
实验编号第一组第二组第三组
①②③①②③
通入的氧气占瓶内气体总体积的体积分数(%)20304031333534
带火星木条的状况亮很亮复燃很亮很亮复燃很亮
(注:所有数据均在同温同压下测得)
     请根据实验回答下列问题:
(1)利用如图中甲、乙装置组合可控制集气瓶中氧气的体积分数,该套装置接口的正确连接顺序为a(填“a”或“b”)连c处.
(2)将带火星木条伸入冲有氧气的集气瓶中,木条复燃,能否表示该瓶气体为纯净的氧气?不能(填“能”或“不能”).
(3)若用容积为60.0mL的集气瓶收集氧气,完成第一组③号实验,收集氧气的实验步骤如下:量取30.0mL水加入集气瓶中,塞上带有导管的橡皮塞,连好装置,在导气管中通入氧气,当量筒内水量达到20.0mL时,停止通入氧气.
(4)通入的氧气占集气瓶内气体总体积的体积分数最低为35%时,可使带火星的木条复燃.这时,集气瓶中氧气的体积分数约为48或49%(结果精确到1%).

分析 (1)根据装置的特点以及氧气的性质来分析;
(2)根据表格中提供的数据来分析解答;
(3)根据第一组③号实验氧气所占的体积分数来分析;
(4)根据空气组成结合表格提供的数据进行分析解答即可.

解答 解:(1)要测定氧气的体积分数,需要将甲中的水排进乙中,应用排出的水的体积得知氧气的体积,故填:a;        
(2)根据表格提供的信息可以看出,当氧气的体积约占到总体积的35%-40%时,带火星的木条就会复燃,这说明无法证明;故填:不能;    
(3)用容积为60.0mL的集气瓶收集氧气,完成第一组③号实验,要使氧气的体积占40%,量取30.0mL水加入集气瓶中,设通入氧气的体积为V,则[v/(30mL+V)]×100%=40%
V=20.0mL
则量筒内水的体积即为收集的氧气体积,为20.0mL,故填:20.0;
(4)由图中可知,当氧气的体积分数达到35%时,带火星的木条复燃.此时空气还占65%,所以空气中有氧气的量为:65%×21%≈14%,所以此时瓶内共有氧气的分数为:14%+35%=49%,若用氧气占空气体积的五分之一计算,则结果为48%,所以本题答案为:35,48或49.

点评 设计实验时,要明确实验的目的,要注意控制一些变量,本题还采用了“半值法”,从而可减少实验的次数,减少实验的过程.

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