题目内容
【题目】小亮在实验时发现：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 | |||||||||
集气瓶序号 | 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 | 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 |
请根据实验回答下列问题：
（1）写出实验室用氯酸钾制取氧气的反应化学方程式______________：
（2）当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，这时集气瓶中氧气的体积分数是___________%（计算结果保留整数）。
（3）根据以上的数据，你认为，使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：_________ （填“是”或“否”）。
（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______℃。
（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________。
【答案】
35 48或49 否 82（或82左右的数字） ①、④、⑤
【解析】
探究使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢?
分析三组实验的数据和现象可知：
（1）实验室用氯酸钾制取氧气，氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下受热分解生成氯化钾和氧气，反应化学方程式为；
（2）当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，这时集气瓶中空气的体积分数为65%，空气中氧气的体积分数约为21%，则这时集气瓶中氧气的体积分数是
；若按空气中氧气的体积分数约为五分之一计算，则这时集气瓶中氧气的体积分数是
。故此空填48或49均可；
（3）根据以上的数据可知当收集的氧气占容积的体积分数最低为35%时就可使带火星的木条复燃，故使用带火星的木条验满氧气的方法不可靠，故填否。
（4）由题意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，氧气的含量最低在48%-49%，结合曲线图可知应将加热双氧水的最高温度控制在82℃左右。
（5）采取“半值法”探究能减少实验次数。
由题意第二组实验若按②、③的编号顺序进行实验，即可确定实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%-35%之间，则第二组实验可以省去的实验编号为①、④、⑤。
