Question

【題目】某同學發現將帶火星的木條伸入氧氣含量約占40％的空氣樣品中就能復燃，那么能使帶火星的木條復燃的氧氣含量的最低值是多少呢?小亮同學設計了如下實驗進行探究：

第一組實驗：取5只集氣瓶，編號為①、②、③、④、⑤，分別裝入其總體積10％、20％、30%、40％、50％的水。用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去。將帶火星的木條依次插入①～⑤號瓶中，記錄實驗現象小亮在前一組實驗的基礎上又做了第二組和第三組實驗，并進行了記錄。

第一組

第二組

第三組

集氣瓶編號

①

②

③

④

⑤

①

②

③

④

⑤

①

收集的O2占集氣瓶的體積分數（%）

10

20

30

40

50

31

33

35

37

39

34

帶火星木條的狀況

微亮

亮

很亮

復燃

復燃

很亮

很亮

復燃

復燃

復燃

很亮

請回答下列問題：

(1)收集的氧氣占容積的體積分數最低為________％時，可使帶火星的木條復燃，這時集氣瓶中氧氣體積分數約為_____％(計算結果取整數)。

(2)用帶火星的木條直接檢驗雙氧水受熱分解產生的氧氣時，往往難以復燃，這是因為在加熱生成氧氣的同時產生大量水蒸汽所致，此時混合氣體中氧氣的體積分數隨溫度變化的曲線如下圖所示。若只考慮氧氣的體積分數對實驗結果的影響，欲使帶火星的木條復燃，應將加熱雙氧水的最高溫度控制在大約___________℃。

（3）某同學改用下圖裝置后能使帶火星的木條復燃，其原因是_______________。

Answer 1

【答案】 35 48或49 81-84之間均給分 U型管冷凝了水蒸氣，提高了氧氣的純度

【解析】（1）通過實驗可以看出，氧氣含量達到35%帶火星的木條就可以復燃；（2）觀察實驗記錄，收集的氧氣占容積的體積分數最低為35%，帶火星的木條復燃，此時空氣還占65%，所以空氣中有氧氣的量為：65%×21%≈14%，所以此時瓶內共有氧氣的分數為：14%+35%=49%，若用氧氣占空氣體積的五分之一計算，則結果為48%；（3）只考慮氧氣的體積分數對實驗結果的影響，欲使帶火星的木條復燃，則氧氣的含量需要在48%～49%，分析坐標，可知道溫度大約在87°左右；水蒸氣含量多，則氧氣的含量就少，U形管內放入冰水混合物，起到使水蒸氣冷凝的作用，故答案為：87，U型管冷凝了水蒸氣，提高了氧氣的純度。