Question

3．王丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣．她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气．减压时，分子筛将所吸附的氮气排放．整个过程中，分子筛并不消耗．王丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究．
（1）这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于物理（填“物理”或“化学”）变化．
（2）实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气．
【实验记录】

实验步骤	实验现象	文字表达式
取一只250mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把燃着的石蜡插入集气瓶中	石蜡燃烧得更旺	文字表达式I

表中，文字表达式I是石蜡+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水+二氧化碳．
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气．
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气．该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是石蜡在集气瓶中燃烧更旺只能说明集气瓶中的氧气浓度高于空气中的氧气浓度，而不能说明集气瓶中氧气含量为100%．
（3）实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量．
同学们在老师的指导下设计了如图所示装置，进行实验，并重复多次．
【实验记录】

实验操作		主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性	/	装置的气密性良好
②	加入药品，将装置连接固定	/	/
③	打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b	A中水进入到B中，B中水的体积为200mL	收集200mL气体（由压强差引起的误差忽略不计）
④	用凸透镜聚光引燃白磷	燃烧，产生大量白烟	/
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温， 进行操作I	现象I	小丽收集的气体不是纯净的氧气

表中，操作I是打开止水夹b；现象I是量筒中的水部分进入集气瓶中
出现上述现象的原因是白磷燃烧消耗氧气导致集气瓶中压强变小．
【数据记录】

实验次序	1	2	3	4	5
B中剩余水体积/mL	100	42	39	41	38

【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去．小丽所带气体中氧气的体积分数为80%．
【实验反思】导致第1组数据产生较大误差的可能原因是白磷不足．

Answer 1

分析 （1）这台家用制氧机制氧气的过程中没有生成新物质，属于物理变化；
（2）石蜡燃烧生成水和二氧化碳；
氧气能够支持燃烧，浓度越大可燃物燃烧越剧烈；
（3）白磷燃烧生成五氧化二磷固体；
根据提供的数据可以计算气体中氧气的含量．

解答 解：（1）这台家用制氧机制氧气的过程中没有生成新物质，发生的变化属于物理变化．
故填：物理．
（2）石蜡燃烧生成水和二氧化碳，反应的文字表达式为：石蜡+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水+二氧化碳．
故填：石蜡+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水+二氧化碳．
【实验反思】该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是：石蜡在集气瓶中燃烧更旺只能说明集气瓶中的氧气浓度高于空气中的氧气浓度，而不能说明集气瓶中氧气含量为100%．
故填：石蜡在集气瓶中燃烧更旺只能说明集气瓶中的氧气浓度高于空气中的氧气浓度，而不能说明集气瓶中氧气含量为100%．
（3）表中，操作I是打开止水夹b；
现象I是量筒中的水部分进入集气瓶中；
出现上述现象的原因是：白磷燃烧消耗氧气导致集气瓶中压强变小．
故填：打开止水夹b；量筒中的水部分进入集气瓶中；白磷燃烧消耗氧气导致集气瓶中压强变小．
【数据处理】200mL气体中氧气体积为：200mL-（$\frac{42+39+41+38}{4}$）mL=160mL，
小丽所带气体中氧气的体积分数为：$\frac{160mL}{200mL}$×100%=80%，
故填：80．
【实验反思】导致第1组数据产生较大误差的可能原因是白磷不足，导致氧气不能完全反应．
故填：白磷不足．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．