Question

【題目】某校化學興趣小組的同學對水的組成和氧氣的性質做了以下探究實驗：

（1）探究一：圖甲實驗用于測定水的組成． ① 負極產生的氣體可用檢驗．
② 寫出電解水的文字或符號表達式 ．
③該實驗得出的結論是水是由氫元素和氧元素組成的，下列反應中，也能說明水的組成的是（填序號）
A．H2和O2反應 B．H2和C12反應 C．H2和CuO反應生成水和銅
（2）探究二：某同學發現將帶火星的木條伸入氧氣含量約占40%的空氣樣品中就能復燃，那么能使帶火星的木條復燃的氧氣含量的最低值是多少呢？小亮同學設計了如下實驗進行探究：
第一組實驗：取5只集氣瓶，編號為①、②、③、④、⑤，分別裝入其總容積10%、20%、30%、40%、50%的水．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插入①～⑤號瓶中，記錄實驗現象．
小亮在前一組實驗的基礎上又做了第二組和第三組實驗，并進行了記錄．

	第一組					第二組					第三組
集氣瓶編號	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
收集的氧氣占集氣瓶的體積分數	10	20	30	40	50	31	33	35	37	39	34
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	很亮

請回答下列問題：
（I）用帶火星的木條驗滿氧氣的方法是否可靠（填“是”或“否”）．
（II）寫出鐵在氧氣中燃燒的文字或符號表達式 ．
（III）采取“半值法”探究能減少實驗次數．例如：第一組實驗若按③、④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30%～40%之間，從而省去編號①、②、⑤的實驗．同理，第二組實驗可以省去的實驗編號為 ．
（IV）收集的氧氣占容積的體積分數最低為%時，可使帶火星的木條復燃，這時集氣瓶中氧氣分數約為%（計算結果保留整數）．
（V）用帶火星的木條直接檢驗雙氧水受熱分解產生的氧氣時，往往難以復燃，這是因為在加熱生成氧氣的同時產生大量水蒸汽所致，此時混合氣體中氧氣的體積分數隨溫度變化的曲線如圖乙所示．若只考慮氧氣的體積分數對實驗結果的影響，欲使帶火星的木條復燃，應將加熱雙氧水的最高溫度控制在大約℃．某同學改用如圖丙裝置后能使帶火星的木條復燃其原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）燃燒的木條；水 氫氣+氧氣，或2H2O 2H2↑+O2↑；A
（2）否；鐵+氧氣 四氧化三鐵，或3Fe+2O2 Fe3O4；①④⑤；35；49；87；冰水混合物使水蒸氣冷凝，提高了氧氣的體積分數
【解析】解：探究一：（1）負極產生的氣體是氫氣，可用燃燒的木條檢驗，檢驗方法是：把燃燒的木條靠近管口，打開活塞，氣體燃燒，發出淡藍色火焰．故填：燃燒的木條．（2）電解水的文字表達式和化學方程式為：水 氫氣+氧氣，2H2O 2H2↑+O2↑．故填：水 氫氣+氧氣，或2H2O 2H2↑+O2↑．（3）該實驗得出的結論是水是由氫元素和氧元素組成的，氫氣燃燒生成水，也能說明水是由氫元素和氧元素組成的．
故填：A．
探究二：（1）由表中數據可知，帶火星的木條在不是純凈的氧氣中也能夠復燃，因此用帶火星的木條驗滿氧氣的方法不可靠．
故填：否．（2）鐵在氧氣中燃燒的文字表達式和化學方程式為：鐵+氧氣 四氧化三鐵，3Fe+2O2 Fe3O4 ．
故填：鐵+氧氣 四氧化三鐵，或3Fe+2O2 Fe3O4 ． （3）第一組實驗若按③、④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30%～40%之間，從而省去編號①、②、⑤的實驗．同理，第二組實驗若按②、③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①、④、⑤的實驗，
因此第二組實驗可以省去的實驗編號為①④⑤．
故填：①④⑤．（4）由第三組實驗可知，收集的氧氣占容積的體積分數為34%時，帶火星的木條不能復燃，因此收集的氧氣占容積的體積分數最低為35%時，可使帶火星的木條復燃；
這時集氣瓶中氧氣分數約為：（1﹣35%）×21%+35%≈49%．
故填：35；49．（5）若只考慮氧氣的體積分數對實驗結果的影響，欲使帶火星的木條復燃，應將加熱雙氧水的最高溫度控制在大約87℃，這是因為87℃時，氧氣的體積分數約為49%，如果溫度高于87℃時，氧氣的體積分數會小于49%，不能使帶火星的木條復燃；
改用如圖丙裝置后能使帶火星的木條復燃其原因是冰水混合物使水蒸氣冷凝，提高了氧氣的體積分數．
故填：87；冰水混合物使水蒸氣冷凝，提高了氧氣的體積分數．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解電解水實驗的相關知識，掌握電解水的實驗：A.裝置―――水電解器B.電源種類---直流電C.加入硫酸或氫氧化鈉的目的----增強水的導電性D.化學反應：2H2O=== 2H2↑+ O2↑，以及對書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式的理解，了解注意：a、配平 b、條件 c、箭號．