Question

23、小明做紅磷燃燒實驗，需要氧氣0.2g．（氧氣密度為1.43g/L）
（1）實驗時，為了保證所需的氧氣量，他大致需要空氣

666

mL．（結果保留整數）
（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：
第一步：取250毫升的集氣瓶，預先使瓶內留有占其容積的20%的水（余下為空氣），用玻片蓋住瓶口，并倒立于水槽中．
第二步：向瓶中小心通入氧氣，待瓶內水排完后，用玻片蓋住瓶口，取出正放好．
請幫小明計算一下，瓶內氧氣的量能否滿足實驗的需要？（寫出計算過程及結果）
（3）若小明按一定比例將氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制取氧氣，請在坐標系中畫出反應過程中二氧化錳的質量分數（%）隨時間（t）而變化的圖象

Answer 1

分析：（1）根據氧氣的質量和密度計算出氧氣的體積，因氧氣的體積占空氣體積的21%，即可求得空氣的體積；
（2）第一步：取250毫升的集氣瓶，求得其80%體積的空氣中氧氣的體積；第二步：在250毫升的集氣瓶里占其容積的20%的水全部排凈變為氧氣；根據這兩步操作中氧氣的總量再求得空氣的體積，然后比較可得所需結果．
（3）因二氧化錳在此反應中作催化劑，其質量在反應前后始終不變，而將一定比例將氯酸鉀和二氧化錳混合加熱時，混合物的質量不斷減少直至氯酸鉀分解完畢，由題意可畫出其變化圖象．

解答：解：（1）需要氧氣0.2g時，（氧氣密度為1.43g/L）所需空氣的體積：
0.2g÷1.43g/L÷21%=0.666L=666mL
（2）計算這兩步操作中氧氣的體積和能存在于空氣的體積比較：250mL×（1-20%）×21%+250mL×20%=92mL 92mL÷21%=438mL＜666mL 不滿足實驗的需要．
（3）有分析畫出圖象是：

故答案為：
（1）666mL；
（2）250mL×（1-20%）×21%+250mL×20%=92mL 92mL÷21%=438mL＜666mL 不滿足實驗的需要；
（3）

點評：本題考查學生根據氧氣占空氣體積分數進行分析解題的能力．特別注意二氧化錳在反應中作催化劑，其質量在化學反應前后不變，根據反應事實繪畫圖象．