Question

【題目】青竹湖化學興趣小組利用課余時間做了兩個課題研究：

第一個課題：對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進。 將數顯設備、氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按下圖鏈接。 裝置氣密性良好，調節右邊敞口容器和集氣瓶里的水面相平，此時集氣瓶內氣體的體積為 V1。關閉活塞。點燃燃燒匙內的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升。待集氣瓶內的水面不再上升時，集氣瓶內的氣體體積為 V2。然后向右邊容器內加入一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內的氣體 體積為V3。在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數顯設備顯示集氣瓶內的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩定。請回答：

(1)數顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量______(選填“大于”、“等于”或“小于”)氧氣量減少導致的氣壓變化量；

(2)基于數顯設備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到___所經歷的時間；

(3)在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為_______(選填“V1-V2”，“V1-V3”或“V2-V3”)。

第二個課題：研究用向上排空氣法和排水法收集的氧氣濃度是否有差異； 做了如下實驗：加熱高錳酸鉀固體，分別用兩種方法各收集三瓶氧氣，并使用傳感器則定收集到的氧氣濃度，數據見表，請回答：

收集方法	向上排空氣法			排水法
氧氣濃度%	79.6	79.7	79.9	90.0	89.8	89.3
氧氣平均濃度%	79.7			89.7

(4)用排水法收集氧氣時，以觀察到___________________為氧氣集滿的標準；

(5)表中數據顯示，以上兩種方法中，_______________法收集到的氧氣更純凈；

(6)向上排空氣法收集到的氧氣濃度只有 80%左右的原因有_____________(填字母)。

A.氧氣的密度(1.43g/L)僅略大于空氣的密度(1.29g/L)

B.加熱高錳酸鉀固體產生氧氣的濃度只有 80%左右

C.當觀察到帶火星木條復燃時，集氣瓶內還有空氣

D.當氧氣進入集氣瓶時，瓶內空氣與進入的氧氣相互擴散

Answer 1

【答案】大于 裝置冷卻至室溫 V1﹣V3 當氣泡從瓶口冒出時或觀察到瓶中水排盡時 排水 ACD

【解析】

（1）實驗開始時，紅磷燃燒放熱，由于溫度升高導致的氣壓變化量大于氧氣量減少導致的氣壓變化量，所以開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升；

（2）在實驗結束后，必須等到裝置冷卻至室溫后才能打開活塞。所以“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到裝置冷卻至室溫所經歷的時間；

（3）參加反應的氧氣即為集氣瓶內減少的氧氣，其體積為：V1﹣V3；

（4）用排水法收集氧氣時，當氣泡從瓶口冒出時或觀察到瓶中水排盡時，說明該瓶內的氣體已集滿；

（5）氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集，排水法收集的氧氣比較純凈，由以上信息中也可得到同樣結論；

（6）用向上排空氣法收集到的氧氣濃度只有80%左右的原因有可能有：氧氣的密度略大于空氣的密度；當觀察到帶火星木條復燃時，集氣瓶內還有空氣；當氧氣進入集氣瓶時，瓶內空氣與進入的氧氣相互擴散等；加熱高錳酸鉀固體產生氧氣的濃度遠超過80%。故選ACD。