Question

【題目】“元旦”假期，某化學興趣小組探究“排水法收集氧氣時機的選擇”，用加熱高錳酸鉀進行了相關實驗。

（1）寫出加熱高錳酸鉀反應的化學方程式________________________________。

（2）用排水法收集氧氣時要等到“氣泡連續、均勻冒出”才開始收集，原因是________________________________。

【提出問題】“氣泡連續、均勻冒出，此時排出的氧氣比較純凈”，事實如此嗎？

【設計并實驗】采用高錳酸鉀加熱分解產生氧氣，測定不同時段從試管排出的氣體中氧氣的濃度。

時段	加熱時間	氧氣濃度變化 范圍	氧氣濃度 變化特點	氣泡特征
①	1-11s	21.2%~	逐漸增大	不持續、不均勻
	11-16s			持續、均勻、快速
②	16-34s	28.7%~66.7%	快速增大
③	34-80s	66.7%~86.3%	逐漸變緩
④	80-135s	86.3%~88.7%	趨于穩定

（3）在加熱藥品的第①時段后期（11～16 s），氣泡已經連續、均勻且快速冒出，此時排出氣體中氧氣的濃度最大只有________%左右。

（4）“氣泡連續、均勻冒出時表示排出的氧氣已經比較純凈”的說法是________（填“合理”或“不合理”）的。

【查閱資料】對于初中氧氣性質實驗而言，氧氣濃度只需達到一定的數值，即滿足實驗要求即可。

【實驗探究】①取一個集氣瓶，使瓶內留有占集氣瓶40%的水（余下的為空氣），用玻璃片蓋住，并倒扣于裝有水的水槽中。

②用排水法收集氧氣，小心地把瓶內的水排完用玻璃片蓋住瓶口，取出正立放好。

③將帶火星的木條伸入集氣瓶中，帶火星的木條復燃。

【反思與交流】

（5）通過實驗探究，檢驗氧氣的助燃性________（填“不一定”或“一定”）是純氧。

（6）理論上，上述實驗中“使帶火星木條復燃”的氧氣體積分數是________%（計算結果保留一位小數）。

Answer 1

【答案】 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 一開始的氣泡中含有較多的空氣 28.7 不合理 不一定 52.6

【解析】因為氧氣難溶于水且不與水反應，故可以用排水法收集氫氣。剛開始不能立即收集氧氣，要等到氧氣連續、均勻冒出時才能收集。因為剛開始排出的氣體主要是空氣。（1）高錳酸鉀制取氧氣的方程式為： ；（2）剛開始不能立即收集氧氣，要等到氧氣連續均勻冒出時才能收集，因為剛開始排出的主要是空氣；（3）通過表格中的16-34s氧氣的濃度為28.7%~66.7%，我們可以得到11-16s氧氣的濃度為21.2%~28.7%，故最大值為28.7%；（4）通過表中的數據我們可知當氣泡連續均勻冒出時氧氣的濃度從28.7%增加到88.7%，故這種說法“氣泡連續、均勻冒出時表示排出的氧氣已經比較純凈”的說法是不合理的；（5）我們發現在用60%的空氣收集的氧氣中，木條仍然能夠燃燒，故木條的復燃不一定要在純氧中；（6）在這個實驗中，集氣瓶中原來空氣中氧氣的體積分數21%60%=12.6%，收集的氧氣總共占總體的40%，故氧氣總的體積分數為12.6%+40%=52.6%。