Question

【題目】王麗對家中的家用制氧機產生了濃厚的興趣。她通過閱讀說明書了解到家用制氧機的工作原理如下：加壓時，裝填在制氧機內部的分子篩吸附空氣中的氮氣，制取高濃度氧氣。減壓時，分子篩將所吸附的氮氣排放。整個過程中，分子篩并不消耗。王麗用這臺家用制氧機制取并收集了一袋氣體，帶到實驗室對其進行研究。

（1）這臺家用制氧機制氧氣的過程發生的變化屬于 （填“物理”或“化學”）變化。

（2）實驗I：小麗欲通過以下實驗驗證所收集的氣體是否為純凈的氧氣。

【實驗記錄】

實驗步驟	實驗現象	文字表達式
取一只250 mL的集氣瓶，用排水法收集一瓶所帶氣體，然后把燃著的石蠟插入集氣瓶中	石蠟燃燒得更旺	文字表達式I

表中，文字表達式I是 。

【實驗結論】收集的氣體是純凈的氧氣。

【實驗反思】老師指出上述實驗并不能證明小麗所帶來的氣體一定是純凈的氧氣。該實驗不能證明所收集氣體為純凈氧氣的原因是__________________。

（3）實驗II：測定小麗所帶氣體中氧氣的含量。

同學們在老師的指導下設計了如圖所示裝置，進行實驗，并重復多次。

【實驗記錄 】

實驗操作		主要實驗現象	實驗結論及解釋
①	檢查裝置的氣密性	/	裝置的氣密性良好
②	加入藥品，將裝置連接固定	/	/
③	打開止水夾a和b，向A中緩慢鼓入一定量氣體后關閉止水夾a和b	A中水進入到B中，B中水的體積為200 mL。	收集200 mL氣體（由壓強差引起的誤差忽略不計）
④	用凸透鏡聚光引燃白磷	燃燒，產生大量白煙	/
⑤	待白磷熄滅并冷卻到室溫， 進行操作I	現象I	小麗收集的氣體不是純凈的氧氣

表中，操作I是 ；現象I是

出現上述現象的原因是 。

【數據記錄】

實驗次序	1	2	3	4	5
B中剩余水體積/mL	100	42	39	41	38

【數據處理】已知，在上表數據中，第1組數據偏差較大，存在明顯誤差，在數據處理時應刪去。小麗所帶氣體中氧氣的體積分數為 % 。

【實驗反思】導致第1組數據產生較大誤差的可能原因是 。

Answer 1

【答案】（1）物理變化（2）石蠟+氧氣二氧化碳+水

【實驗反思】石蠟在集氣瓶中燃燒更旺只能說明集氣瓶的氧氣濃度高于空氣，而不能說明集氣瓶中氧氣含量為100%。（3）操作I是：打開止水夾b，現象I是：B中部分水倒吸進入A中；原因是：白磷燃燒消耗氧氣導致集氣瓶中壓強變小。[數據處理]80%[實驗反思]白磷量不足

【解析】

試題分析：工作原理如下：加壓時，裝填在制氧機內部的分子篩吸附空氣中的氮氣，制取高濃度氧氣。減壓時，分子篩將所吸附的氮氣排放，所以該過程屬于物理變化，因為沒有產生新的物質；石蠟燃燒得更旺，文字表達式為石蠟 + 氧氣二氧化碳 + 水；該實驗不能證明所收集氣體為純凈氧氣的原因是石蠟在集氣瓶中燃燒更旺只能說明集氣瓶的氧氣濃度高于空氣，而不能說明集氣瓶中氧氣含量為100%；打開止水夾b，現象I是：B中部分水倒吸進入A中 ；原因是：白磷燃燒消耗氧氣導致集氣瓶中壓強變小；由于第1組數據偏差較大，存在明顯誤差，故在數據處理時已刪去；為了進一步縮小誤差，可求出另外4次的平均值作為最終結果，則小麗所帶氣體中氧氣的體積為200ml-（42ml+39ml+41ml+38ml）÷4=160m：，故氧氣的體積分數=160ml÷200ml=80%；導致第1組數據產生較大誤差的可能原因是白磷量不足。