Question

“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体，可用于航天、医疗炼钢等。在2019年年末出现的“新型肺炎”重症患者的治疗上有一个重要环节为“高流氧呼吸”，其本质也和“富氧空气”差不多，化学兴趣小组欲混制“富氧空气”并开展相关探究，进行以下实验。

实验一:混制“富氧空气”

（1）用高锰酸钾制取氧气

①写出反应的化学方程式:___________________________________；

②仪器C的名称为_______________；

③组装发生装置所需的仪器:_____________（选填标号）。

（2）混制“富氧空气”

如图，用纯氮气及上述实验制取的氧气，混制一瓶（集气瓶容积为250mL）氧气体积分数为40%的“富氧空气”，气体应从装置中的管____________（选“a”或“b”）通入，先通入氮气排出120 mL水，再通入氧气排出_____mL水。

实验二:测定“富氧空气”中氧气的含量

用下图装置测定“富氧空气”中氧气的含量（集气瓶中“富氧空气”体积为100 ml，底部残留少量水，燃烧匙内有足量红磷）。操作如下:

i.往量筒内加入适量水，读出量筒内水的体积为V₁ mL;

ii.用电点火装置点燃红磷，充分反应;

iii.打开止水夹，待右侧量简内液面不再变化时，排出气球中的气体，调节两边液面在同一水 平面上，读出量筒内水的体积为V₂ mL。

回答问题:

（3）实验前，检查装置气密性的方法:______________________；

（4）操作ii中可观察到现象:______________________________；

（5）本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为_____________（用含V₁、V₂的式子表示）。

（6）若读取V₁时仰视，读取V₂时俯视，则测得实验结果_____（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

实验三:研究“富氧空气”的应用

通过重油、褐煤在氧气含量不同的空气中燃烧的实验，得到有关数据如下图:

（7）结合图1，说明空气中氧气含量与燃烧产生的温度的关系:_____________________。

（8）结合图2，简述减少燃料燃烧尾气污染的措施:________________________________。

Answer

水槽 BDFG b 80 关闭弹簧夹，两手紧握集气瓶，过一会儿，若观察到气球变大，证明装置不漏气 剧烈燃烧，产生大量白烟 （V1-V2）/V1×100% 偏小 一定范围内，氧气含量越高，燃烧产生的温度越高 提供充足的氧气，燃料燃烧产生的烟气量越少

【解析】

（1）①加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式：；故填：；

②据图可知仪器C的名称为水槽；故填：水槽；

③用高锰酸钾加热制取氧气，组装发生装置所需的仪器有：BDFG。故填：BDFG；

（2）氧气密度比水小，从装置中的管b通入；需要排出水的体积=120mL(1-40%)-120mL=80 mL。故填：b；80；

（3）检查装置气密性的方法为：关闭弹簧夹，两手紧握集气瓶，过一会儿，若观察到气球变大，证明装置不漏气。故填：关闭弹簧夹，两手紧握集气瓶，过一会儿，若观察到气球变大，证明装置不漏气；

（4）点火后红磷剧烈燃烧，产生大量白烟。故填：剧烈燃烧，产生大量白烟；

（5）经分析，本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为：（V1-V2）/V1×100%。故填：（V1-V2）/V1×100%；

（6）若读取V1时仰视，导致量筒内水的读数偏小，读取V2时俯视，导致量筒内剩余水的读数偏大，结合（V1-V2）/V1×100%，则测得实验结果偏小。故填：偏小；

（7）结合图1 可知：一定范围内，氧气含量越高，燃烧产生的温度越高。故填：一定范围内，氧气含量越高，燃烧产生的温度越高；

（8）结合图2可知：提供充足的氧气，燃料燃烧产生的烟气量越少。故填：提供充足的氧气，燃料燃烧产生的烟气量越少。