题目内容
【题目】王丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中，分子筛并不消耗。王丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。
（1）这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于 （填“物理”或“化学”）变化。
（2）实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
实验步骤 | 实验现象 | 文字表达式 |
取一只250 mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把燃着的石蜡插入集气瓶中 | 石蜡燃烧得更旺 | 文字表达式I |
表中，文字表达式I是 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是 。
（3）实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量。同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，进行实验，并重复多次。
【实验记录 】
实验操作 | 主要实验现象 | 实验结论及解释 | |
① | 检查装置的气密性 | / | 装置的气密性良好 |
② | 加入药品，将装置连接固定 | / | / |
③ | 打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b | A中水进入到B中，B中水的体积为200 mL。 | 收集200 mL气体（由压强差引起的误差忽略不计） |
④ | 用凸透镜聚光引燃白磷 | 燃烧，产生大量白烟 | / |
⑤ | 待白磷熄灭冷却到室温， 进行操作I | 现象I | 小丽收集的气体不是纯净的氧气 |
表中，操作I是 ；现象I是
出现上述现象的原因是 。
【数据记录】
实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
B中剩余水体积/mL | 100 | 42 | 39 | 41 | 38 |
【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为 % 。
【实验反思】导致第1组数据产生较大误差的可能原因是
【答案】（1）物理变化
（2）文字表达式I 石蜡 + 氧气
二氧化碳 + 水
【实验反思】石蜡在集气瓶中燃烧更旺只能说明集气瓶的氧气浓度高于空气，而不能说明集气瓶中氧气含量为100%。
（3）操作I是：打开止水夹b，现象I是：B中部分水倒吸进入A中 .
上述现象的原因是：白磷燃烧消耗氧气导致集气瓶中压强变小。
【数据处理】80%
【实验反思】白磷量不足
【解析】
试题分析：（1）说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。可知，这台家用制氧机在制氧气的过程中，只是将空气中的氮气和氧气分离，而没有新物质生成，故发生的变化属于物理变化；
（2）石蜡燃烧生成的是二氧化碳和水：石蜡 + 氧气二氧化碳 + 水；
【实验反思】石蜡在集气瓶中燃烧更旺只能说明集气瓶的氧气浓度高于空气，而不能说明集气瓶中氧气含量为100% ；
（3）由于白磷燃烧会消耗氧气，导致A中的压强变小，可根据进入集气瓶中水的体积判断氧气的体积，故操作I是打开止水夹；通过实验现象得到的结论是收集的气体不纯净，故现象是B中部分水倒吸进入A中；
【数据处理】根据题意，由于第1组数据偏差较大，存在明显误差，故在数据处理时已删去；为了进一步缩小误差，可求出另外4次的平均值作为最终结果，则小丽所带气体中氧气的体积为200ml-（42ml+39ml+41ml+38ml）÷4=160ml，故氧气的体积分数=160ml÷200ml=80% ；
【实验反思】本实验是根据B中水量进入到A的多少，既是白磷燃烧消耗的氧气量，B中剩余的水越多，说明消耗的氧气越少，压强变化小，倒吸的水也就少，所以第1组数据较大，说明氧气没有被消耗完，最可能的情况就是白磷量不足，不足以消耗所有的氧气。
