Question

14．進行氧氣制取與性質檢驗的實驗．
（1）以過氧化氫溶液為原料制取并收集氧氣，應選用的裝置是AE（選填序號）．

（2）實驗中，用裝有一定量水的集氣瓶進行排水法收集氧氣，能使帶火星木條復燃，那么使帶火星的木條復燃的氧氣體積分數的最低值是多少呢？進一步展開探究．
第一組實驗：5只容積均為100毫升的集氣瓶，分別裝入一定體積的水，再用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去，將帶火星的木條依次伸入5只集氣瓶中，記錄實驗現象．
以相同方法完成第二組實驗，兩組實驗的數據和現象見下表，（已知空氣中氧氣的體積分數為21%） 

	第一組					第二組
集氣瓶編號	A	B	C	D	E	A	B	C	D	E
集氣前裝入集氣瓶內水的體積（毫升）	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39
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

①第一組實驗D瓶，集氣結束時氧氣的體積分數為52.6%．
②經計算，第二組實驗C瓶的氧氣體積分數為48.65%，由此得出“使帶火星的木條復燃的氧氣體積分數的最低值只能是48.65%”的結論，對此結論和過程進行評價：該結論不嚴格；實驗過程可省去第二組中編號A、D、E的實驗，補充一個當水的體積分數達到34%的實驗．

Answer 1

分析 （1）根據制取氣體發生裝置選擇的依據和收集裝置的依據進行分析；
（2）分析表格可發現收集的氧氣占容積的體積分數最低為35%時木條就可復燃，根據空氣中原有的氧氣和收集到的氧氣，就可算出氧氣的分數．

解答 解：（1）以過氧化氫溶液為原料制取并收集氧氣，反應物為過氧化氫，二氧化錳作催化劑，為固液反應，不需加熱，故發生裝置選A裝置，氧氣密度比空氣大，不易溶于水，可以用向上排空氣法，也可用排水法進行收集，但圖示向上排空氣法有錯誤，故只能選E裝置，故填：AE．
（2）①集氣瓶中氧氣的體積分數=收集的氧氣占容積的體積分數+瓶中空氣占容積的體積分數×空氣中氧氣的體積分數，第一組實驗D瓶，集氣結束時氧氣的體積分數為40%+60%×21%=52.6%，故填：52.6；
②該結論不嚴格，由圖中可知，當水的體積分數達到35%時，帶火星的木條復燃，水的體積分數達到33%時，帶火星的木條不復燃，應作一個補充實驗，當水的體積分數達到34%時，看帶火星的木條是否復燃；
采取“半值法”探究能減少實驗次數，實際上就是通過實驗數據的分析，減少不必要的實驗，第二組實驗若按B、C的編號順序進行實驗，即可確定下一組實驗收集的氧氣占容積的體積分數應在33%～35%之間，從而省去編號A、D、E的實驗，但需補充一個當水的體積分數達到34%的實驗．故填：該結論不嚴格；實驗過程可省去第二組中編號A、D、E的實驗，補充一個當水的體積分數達到34%的實驗．

點評 設計實驗時，要明確實驗的目的，要注意控制一些變量，從而可減少實驗的次數，減少實驗的過程．