Question

15．（1）成人每分鐘大約吸入氧氣8L，大約40L空氣中含有8L氧氣．
（2）小明做紅磷燃燒實驗，需要氧氣90mL．①為了讓生成的白煙盡快消失，小明要預先在集氣瓶中盛裝占其容積10%的水（P₂O₅溶于水）．實驗時，為了保證氧氣的需要，他應至少選擇容積為500mL（填125mL、250mL、500mL、1000mL）的集氣瓶來盛裝空氣．②為了得到濃度較大的氧氣，小明思考了一下，改用下面的方法來收集氧氣：取125mL的集氣瓶預先使瓶內留有占其容積10%的水（以下為空氣）用玻璃片蓋住瓶口，并倒立于水槽中．再向瓶中小心通如氧氣，待瓶內水排完后，用玻璃片蓋住瓶口，取出正放好．小明收集氧氣的量是112.5mL，瓶內氧氣的量能（填“能”或“不能”）滿足實驗的需要．
（3）實驗室用高錳酸鉀來制取氧氣．經探究，生成氧氣的質量約是高錳酸鉀質量的$\frac{1}{10}$．現有高錳酸鉀32g，大約能生成氧氣的質量是3.2g；這些氧氣若裝在容器為125mL的集氣瓶中，最多裝18瓶．（氧氣在該條件下的密度為1.429g/L）

Answer 1

分析 （1）根據空氣中氧氣約占總體積的五分之一進行分析；
（2）根據需要的氧氣可以求出需要空氣的體積，預先在集氣瓶中盛裝占其容積10%的水，所以空氣體積沾集氣瓶的90%，計算出集氣瓶的容積；
根據集氣瓶的容積和需要留水的體積，計算出收集氧氣的體積；
（3）根據生成氧氣的質量約是高錳酸鉀質量的$\frac{1}{10}$可由高錳酸鉀的質量求出大約生成氧氣的質量；
根據（1）中求出的氧氣質量，利用公式：m=ρv的推導公式v=$\frac{m}{ρ}$求出氧氣的體積，根據集氣瓶的容積再換算成瓶數即可，值得注意的是單位要統一．

解答 解：（1）空氣中氧氣約占總體積的五分之一，所以成人每分鐘大約吸入氧氣8L，大約空氣體積是：$\frac{8L}{\frac{1}{5}}$=40L；
（2）做紅磷燃燒實驗，需要氧氣90mL，所以需要空氣的條件是：$\frac{90mL}{\frac{1}{5}}$=450mL，要預先在集氣瓶中盛裝占其容積10%的水，所以需要集氣瓶的體積為：$\frac{450mL}{1-10%}$=500mL，應至少選擇容積為500mL的集氣瓶來盛裝空氣，取125mL的集氣瓶預先使瓶內留有占其容積10%的水，所以氧氣體積是125mL×（1-90%）=112.5mL，所以瓶內氧氣的量能滿足實驗的需求；
（3）∵生成氧氣的質量約是高錳酸鉀質量的$\frac{1}{10}$，
∴氧氣的質量：32g×$\frac{1}{10}$=3.2g；
（2）由公式m=ρv的推導公式v=m÷ρ可求出氧氣的體積，再根據每瓶的體積換算成瓶數．
∴氧氣的體積：3.2g÷1.429g/L≈2.24L=2240ml
 可裝的瓶數：2240ml÷125ml≈18瓶．
故答案為：（1）40L；
（2）500mL，112.5，能；
（3）3.2g，18瓶．

點評 本題立意較簡單，只要掌握簡單的計算方法和體積質量密度三者之間的公式換算關系即解，需要指出的是：①根據題意來求生成氧氣的質量，而非根據化學方程式來求解；②注意單位運算時的統一．