Question

11．小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）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？小亮对此展开探究：
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，三组实验的数据和现象见下表．

	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O2占容积的体积分数（%）	l0	20	30	40	50	3l	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

请根据实验回答下列问题：
（1）使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：否（填“是”或“否”）．
（2）集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%．
（3）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是49%（计算结果保留整数）．
（4）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右下图所示．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82℃．
（5）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，从而省去编号为①、②、⑤的实验．同理，第二组实验可以省去的实验编号为①、④、⑤．
（6）氧气可用排水法收集，这是因为不易溶于水．

Answer 1

分析 （1）根据带火星的木条复燃时氧气的体积的以及分数分析；
（2）根据空气中氧气的体积分数分析；
（3）根据木条复燃时氧气的体积分数和空气中氧气的体积分数分析计算；
（4）根据集气瓶中氧气复燃的体积分数查出应将加热双氧水控制的最高温度；
（5）根据“半值法”探究实验的方法分析第二组实验可以省去的实验；
（6）根据氧气的溶解性分析回答．

解答 解：（1）通过实验可以看出，氧气含量达到35%带火星的木条就可以复燃，所以用带火星的木条验满氧气的方法不可靠；
（2）集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%．
（3）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，即收集的氧气占容积的体积分数最低为35%，此时空气还占65%，所以空气中含有氧气的以及分数为：65%×21%≈14%，所以此时瓶内共有氧气的分数为14%+35%=49%；
（4）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，则氧气的含量需要在图3坐标中的49%处，向横坐标作垂线，则可知温度大约在82℃左右．
（5）采取“半值法”探究能减少实验次数，实际上就是通过实验数据的分析，减少不必要的实验，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；
（6）氧气可用排水法收集，这是因为不易溶于水．
故答案为：（1）否；（2）21；（3）35，49；（4）82；（5）①、④、⑤；（6）不易溶于水．

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．