Question

初三化学问题:实验室用排水法收集氧气，收集完毕后，集气瓶内仍有少量水，为什么不会导致收集的氧气不纯？

Answer 1

在进行一些化学实验时，需要使用氧气等气体。在实验室中收集氧气时，通常使用排水法或水位移法。其中，排水法是比较常见的收集氧气的方法。在使用排水法收集氧气时，会有一些水分残留在集气瓶中，但是这些水分并不会影响收集的氧气的纯度。下面详细解释其中的原因。
首先，我们需要了解水分对氧气纯度的影响。氧气是一种无色、无味、无臭、不可燃的气体，化学性质非常活泼。在常温常压下，氧气大约占空气的21%。但是，氧气与水蒸气在一定条件下会发生反应，形成氧化水：
2H2O + O2 → 2H2O2
这个反应消耗了一部分的氧气，同时也会使得氧气的纯度下降。因此，在进行氧气实验时，需要保证收集的氧气尽量纯净，避免受到水分的影响。
然而，我们也需要了解水分的存在状态。在实验室用排水法收集氧气时，一般情况下会有少量水分残留在集气瓶内。但是，这些水分的存在状态不同于水蒸气。水蒸气是指水以气态存在，而水分残留在集气瓶内是以液态存在的微小水滴。虽然这些水滴会占据一些瓶内的空间，但是它们并不会对氧气的纯度造成影响。
首先，这些水滴相对于氧气的体积非常小，而氧气是一种极易扩散的气体，因此它们很快就会扩散到整个瓶内，与氧气充分混合。这样，即使集气瓶中有一些水分残留，也不会对收集的氧气造成污染。其次，水分残留在集气瓶内的数量非常少，这使得它们的质量非常小，即使反应生成氧化水，也不会影响氧气的纯度。最后，排水法在使用中会积累一定的废水，这些废水会与瓶内的水分混合，在一定程度上稀释了水分带来的影响。
总之，在实验室用排水法收集氧气时，集气瓶内的水分残留不会对收集的氧气纯度造成影响。这是因为，水分不是以水蒸气的形式存在于瓶内，占用的空间也非常小，即使反应生成氧化水也不会影响氧气的纯度。因此，在实验中我们可以安心使用排水法收集氧气，并保证收集到的氧气是相对纯净的。