《2025年初中化学小题狂做九年级上册沪教版巅峰版》

8. 小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时,能使带火星的木条复燃。那么,使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小亮对此展开探究。
第一组实验：取5个集气瓶,编号为①②③④⑤,分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气,恰好把5个集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中,记录实验现象。小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验,三组实验的数据和现象见下表：
|序号|第一组| | | | | |
|集气瓶编号|①|②|③|④|⑤| |
|收集的氧气占容积的体积分数/%|10|20|30|40|50| |
|带火星的木条的状况|微亮|亮|很亮|复燃|复燃| |
|序号|第二组| | | | |第三组|
|集气瓶编号|①|②|③|④|⑤|①|
|收集的氧气占容积的体积分数/%|31|33|35|37|39|34|
|带火星的木条的状况|很亮|很亮|复燃|复燃|复燃|很亮|
请根据实验回答下列问题：
(1) 使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠？否(填“是”或“否”)。
(2) 集气瓶中氧气的体积分数= 收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%。
(3) 收集的氧气占容积的体积分数最低为35%时,可使带火星的木条复燃,这时集气瓶中氧气的体积分数是49%。(计算结果保留整数)
(4) 用带火星的木条直接检验过氧化氢受热分解产生的氧气时,往往难以复燃,这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气,此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图所示。若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响,欲使带火星的木条复燃,应将加热过氧化氢的最高温度控制在82(81~84均可)℃。
(5) 采取“半值法”探究能减少实验次数。例如：第一组实验若按③④的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%~40%,从而省去编号为①②⑤的实验。同理,第二组实验可以省去的实验编号为①④⑤。

答案： （1）否 （2）21 （3）35 49 （4）82(81~84均可) （5）①④⑤ 提示:
(1)通过实验可以看出,当收集的氧气占容积的35%时,带火星的木条就可以复燃,所以用带火星的木条验满氧气的方法不可靠。
(3)由表可知,当收集的氧气占容积的35%时,带火星的木条即可复燃;此时空气占65%,空气中氧气的体积分数为$65\%×21\%\approx14\%$,所以此时瓶内氧气的体积分数为$14\%+35\%=49\%$。
(4)只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响,欲使带火星的木条复燃,则氧气的体积分数至少为49%,分析坐标,可知温度最高约为$82^{\circ}\text{C}$。
(5)采取“半值法”探究能减少实验次数,实际上就是通过实验数据的分析,减少不必要的实验,第二组实验若按②③的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%~35%,从而省去编号①④⑤的实验。