1.(2024·江苏常州期中)某化学研究小组设计用如图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气的含量,白磷燃烧所需要的最低温度为40 ℃,化学性质和红磷相似。集气瓶中空气的体积为V,氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示,集气瓶内气压变化曲线如图丙所示。下列有关说法正确的是 ()


A.图甲中白磷燃烧的现象是产生大量白雾
B.倒吸入集气瓶中的水的体积除以V等于空气中氧气的体积分数
C.图丙中bc段压强减小,主要原因是温度降低导致集气瓶中气压变小
D.铜丝加热只会与氧气反应(生成物为固体),但不影响氧气体积分数的测量

1.D 点拨:图甲中白磷燃烧的现象是产生大量白烟,放出热量,故A不符合题意;白磷燃烧消耗氧气,装置内压强减小,打开止水夹,烧杯中的水进入集气瓶,进入水的体积就是白磷燃烧消耗氧气的体积,由图乙可知,白磷燃烧不能将装置内氧气耗尽,故倒吸入集气瓶中的水的体积除以V小于空气中氧气的含量,故B不符合题意;图丙中bc段压强减小,主要原因是白磷燃烧消耗了氧气,导致装置内压强减小,故C不符合题意;烧杯中的水进入集气瓶,进入水的体积就是消耗氧气的体积,故铜丝加热会与氧气反应,但不影响氧气体积分数的测量,故D符合题意。故本题选D。

2.工业上制取氧气常见的有“深冷法”和“变压吸附法”。

(1)“深冷法”(如图1)是先将空气在一定条件下液化,再利用氮气和氧气的沸点不同将其汽化分离,该过程中,最先汽化的物质是。
(2)将燃着的木条置于盛满液态空气的集气瓶口,观察到的现象是;将该集气瓶放置一段时间后,液态物质剩余约$\frac{1}{10}$体积时,其主要成分是。
(3)“变压吸附法”(如图2)是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异,通过增压与减压的交替循环,实现氮气和氧气的分离。
①变压吸附法制取的氧气(填“是”或“不是”)单一的物质。
②分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的有关。
③分子筛(填“可以”或“不可以”)重复使用。
(4)工业上不用过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气的原因是。

2.(1)氮气(或$\ce{N_{2}}$) (2)木条熄灭 氧气(或$\ce{O_{2}}$) (3)①不是 ②压强 ③可以 (4)制取成本高(合理即可)
点拨:(1)“深冷法”是先将空气在一定条件下液化,再利用氮气和氧气的沸点不同将其汽化分离,沸点较低的氮气先出来。(2)因为液态氮的沸点比液态氧的沸点低,因此液态氮气首先从液态空气中蒸发出来,氮气不能燃烧,也不能支持燃烧,所以将燃着的木条置于盛满液态空气的集气瓶口,观察到的现象是木条熄灭;将该集气瓶放置一段时间后,液态物质剩余约1/10体积时,其主要成分是氧气。(3)①变压吸附法制取的氧气中含有氧气和稀有气体;②由“变压吸附法”通过增压与减压的交替循环实现氮气和氧气的分离可知,分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的压强有关;③“变压吸附法”是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异,通过增压与减压的交替循环,实现氮气和氧气的分离,分子筛自身的性质没有发生变化,所以分子筛可以重复利用。(4)工业上不用过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气的原因是制取成本高。