Question

如圖所示，小明利用圖甲裝置做過氧化氫分解實驗時，帶火星的木條很難復(fù)燃，老師幫小明加裝了一個U形管（如圖乙裝置）后，帶火星的木條較易復(fù)燃．

（1）寫出該反應(yīng)的化學方程式

 

．
（2）改用乙裝置后能使帶火星的木條復(fù)燃的原因是

 

．
（3）小明由此想到了一個問題：能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體一定是純氧氣嗎？
①小明設(shè)計的實驗如下：如圖所示，按下表所示

比例，用排水法收集部分氧氣，分別得到五瓶空氣和氧氣的混合氣體，進行木條復(fù)燃的實驗．請你幫他將下表實驗現(xiàn)象填寫完全．

編號  實驗	空氣的體積分數(shù)	排水體積分數(shù)	帶火星木條復(fù)燃情況
1	85	15	火星稍變亮，不復(fù)燃
2	80	20	火星明亮，時燃時不燃
3	75	25	復(fù)燃
4	70	30
5	50	50	復(fù)燃

（注：木條的著火點等因素對實驗的影響暫不考慮）
②通過以上實驗，可以得出的結(jié)論是

 

；小明還能夠粗略得出：使帶火星的木條復(fù)燃的氣體中氧氣體積分數(shù)的范圍是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)常識寫出利用過氧化氫分解制取氧氣的化學方程式．
（2）帶火星的木條之所以難以復(fù)燃的原因較多，通過分析反應(yīng)原理和裝置可得出是因為氧氣中含有較多的水蒸氣．
（3）由表格所反應(yīng)的信息可知，能使木條的火星復(fù)燃的不一定是純氧．題目里的時燃時不燃就是燃與不燃的交界，此時的氧氣的體積百分數(shù)為（80×21%+20）÷100=36.8%，注意21%是空氣中氧的體積百分含量，計算氧氣的體積百分數(shù)時不要漏掉空氣中氧氣的體積．

解答：解：（1）過氧化氫分解制取氧氣的原理是2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．
（2）裝置甲帶火星的木條之所以難以復(fù)燃是因為氧氣中含有較多的水蒸氣，乙裝置加裝了一個U形，當氣體通過冰水混合物時會冷凝成水，起到干燥氧氣的作用，使氧氣純凈，所以帶火星的木條較易復(fù)燃．
（3）①根據(jù)表格中反應(yīng)的信息可知：實驗2中時燃時不燃就是燃與不燃的交界，從實驗3開始就可以復(fù)燃，所以實驗4中是復(fù)燃．
②因為實驗2中時燃時不燃就是燃與不燃的交界，此時的氧氣的體積百分數(shù)為（80×21%+20）÷100=36.8%．所以通過以上實驗，可以得出的結(jié)論是能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體不一定是純氧氣；小明還能夠粗略得出：使帶火星的木條復(fù)燃的氣體中氧氣體積分數(shù)的范圍是 大于等于36.8%（填36%也正確）．
故答案為：（1）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．
（2）去除了水蒸氣，使氧氣更純
（3）復(fù)燃；能使帶火星的木條復(fù)燃的氣體不一定是純氧氣；大于等于36.8%．

點評：主要考查了實驗室制取氧氣的原理，可燃物燃燒的條件以及利用實驗的方法探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律的能力．本題的關(guān)鍵在于熟練掌握基本化學方程式的書寫，并能從題目所給的信息挖掘出自己所需要的條件．如本題實驗2中時燃時不燃的現(xiàn)象就說明這個體積分數(shù)狀態(tài)就是燃與不燃的交界，是關(guān)鍵點．