Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)空氣中氧氣的含量進(jìn)行探究。
【提出問(wèn)題】空氣中氧氣的含量是多少？
【查閱資料】①紅磷和白磷都能在空氣中燃燒，都生成五氧化二磷，但紅磷的著火點(diǎn)(可燃物燃燒所需的最低溫度)為240℃，白磷的著火點(diǎn)為40℃；②氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，同時(shí)放出大量的熱，能煮熟雞蛋；③生石灰的主要成份是氧化鈣。
【設(shè)計(jì)方案】興趣小組的同學(xué)將一個(gè)具有刻度和可滑動(dòng)活塞的玻璃管(其中有空氣和白磷)放在裝有生石灰的燒杯的上方(如圖所示)，用此裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你一同參與。

（1）【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
①檢查圖中玻璃管的氣密性。
②按圖示裝好藥品后的操作是向燒杯中加入適量的水，該操作的作用是。
（2）【記錄現(xiàn)象】實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象是(至少寫(xiě)三點(diǎn)) ， ， 。
（3）【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】。
（4）【拓展與應(yīng)用】已知2Mg+O2 2MgO，3Mg+N2 Mg3N2 ， 據(jù)此反應(yīng)能否用鎂代替磷測(cè)定空氣中氧氣的體積含量？。由此你對(duì)氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)有何新的認(rèn)識(shí)。

Answer 1

【答案】
（1）利用水和生石灰反應(yīng)放出的熱量,引燃白磷(利用反應(yīng)放熱達(dá)到白磷著火點(diǎn))
（2）白磷燃燒,產(chǎn)生大量白煙,玻璃管中的活塞先向右移,后向左移,最后大約停止在刻度8處
（3）氧氣約占空氣總體積的(20%)
（4）不能,(氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑是相對(duì)的,)在一定條件下,氮?dú)庖材芨�其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
【解析】（1）【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】②測(cè)定空氣成分的原理是物質(zhì)與氧氣反應(yīng)導(dǎo)致壓強(qiáng)變小。由于白磷燃燒需要達(dá)到一定的溫度，根據(jù)資料，白磷燃燒所需的熱量由生石灰與水反應(yīng)提供，故接下來(lái)的步驟是向燒杯中加入適量的水；
（2）【記錄現(xiàn)象】白磷燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，同時(shí)會(huì)放出大量的熱，故開(kāi)始時(shí)活塞會(huì)向右邊移動(dòng)，當(dāng)白磷熄滅，裝置冷卻后，由于消耗了氧氣，導(dǎo)致裝置內(nèi)的壓強(qiáng)變小，故活塞又會(huì)向左移動(dòng)；由于氧氣約占空氣總體積的，據(jù)圖可知空氣的總體積為10mL故活塞最終停在8mL位置；
（3）【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】該實(shí)驗(yàn)可得出氧氣約占空氣總體積的；
（4）【拓展與應(yīng)用】由于鎂既能與氧氣還能與空氣中氮?dú)夥磻?yīng)，會(huì)導(dǎo)致裝置中的壓強(qiáng)變化很大，故不能用鎂代替；由此可知氮?dú)庖材芘c其它的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng).
所以答案是：（1）利用水和生石灰反應(yīng)放出的熱量，引燃白磷(利用反應(yīng)放熱達(dá)到白磷著火點(diǎn))；（2）白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙；玻璃管中的活塞先向右移，后向左移；最后大約停止在刻度8處；（3）氧氣約占空氣總體積的(20%)；（4）不能；(氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑是相對(duì)的，)在一定條件下，氮?dú)庖材芨�其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng).