Question

某學生在研究性學習的課程中選定的課題是：測定能使帶火星的木條復燃的氧氣體積分數(shù)的最小值．實驗步驟如下：
①取5個相同體積的集氣瓶，用量筒裝水測出集氣瓶的體積．
②向其中5個集氣瓶中分別裝入每瓶總?cè)莘e的10%、20%、30%、40%、50%的水，其余部分裝有正常的空氣（含21%氧氣），并用毛玻璃片蓋好，依次編號為1、2、3、4、5后倒放在水槽里的水中．
③先后向1-5號集氣瓶中通入純凈的氧氣，均只在排出其中的水后停止通氧．
④將帶火星的木條依次插入1-5號集氣瓶口，觀察并記錄現(xiàn)象如表所示：

集氣瓶號	1	2	3	4	5
裝入水的體積分數(shù)	10%	20%	30%	40%	50%
木條火星的狀況	微亮	亮	很亮	復燃	復燃

請回答下列問題：
（1）從表中現(xiàn)象來看，用帶火星的木條插入集氣瓶口，木條復燃時，集氣瓶中一定裝滿了100%的氧氣的結(jié)論可靠嗎？

 

．
（2）從表中現(xiàn)象來看，木條復燃時，集氣瓶中氧氣的最小體積分數(shù)應該是在

 

這個范圍中的某個值．
（3）為了進一步縮小“木條復燃時集氣瓶中氧氣的最小體積分數(shù)”所在的體積分數(shù)范圍，該同學又取了4個集氣瓶，打算再做一次實驗探究，這次在4個瓶中裝入水的體積分數(shù)應該分別是各集氣瓶總?cè)莘e的32%、

 

．

Answer 1

考點：探究氧氣的性質(zhì)

專題：氧氣、氫氣的性質(zhì)與用途

分析：（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷能使帶火星的木條復燃的氧氣是否是集氣瓶中一定裝滿了100%的氧氣；
（2）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計算能使帶火星的木條復燃的氧氣的體積分數(shù)范圍；
（3）根據(jù)圖表中現(xiàn)象，帶火星的木條在3號瓶中很亮，4號瓶中復燃，說明使帶火星的木條復燃所需氧氣的最小體積介于30%-40%之間．

解答：解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，當氧氣的體積分數(shù)是45%時，帶火星的木條復燃，即用帶火星的木條插入集氣瓶口，木條復燃時，集氣瓶中一定裝滿了100%的氧氣的結(jié)論不可靠
（2）使帶火星的木條復燃的氣體中氧氣體積分數(shù)的最大值是：

60×21%+40

100

×100%=52.6%，
使帶火星的木條復燃的氣體中氧氣體積分數(shù)的最小值是：

70×21%+30

100

×100%=44.7%，
所以，木條復燃時，集氣瓶中氧氣的最小體積分數(shù)應該是在 44.7%-52.6%這個范圍中的某個值．
（3）根據(jù)圖表中現(xiàn)象，帶火星的木條在3號瓶中很亮，4號瓶中復燃，說明使帶火星的木條復燃所需氧氣的最小體積介于30%-40%之間；故若需要準確的體積分數(shù)范圍，只需要調(diào)整①步驟中集氣瓶內(nèi)水占集氣瓶的體積分數(shù)為30%-40%；
故答案是：（1）不可靠；（2）44.7%-52.6%；（3）34%、36%、38%．

點評：本題考查了學生根據(jù)現(xiàn)象分析結(jié)論的能力，以及對氧氣占空氣體積的21%的理解和應用，能較好考查對知識的理解和應用．