Question

我校化學(xué)興趣小組就空氣中氧氣的含量進(jìn)行探究：如圖1將紅磷置于燃燒匙中燃燒，觀察實(shí)驗(yàn)：

（1）為了充分消耗容器中的氧氣，紅磷的用量應(yīng)

 

．
（2）紅磷燃燒產(chǎn)生的現(xiàn)象：

 

，反應(yīng)的文字表達(dá)式

 

，紅磷燃燒停止，等集氣瓶冷卻至室溫時(shí)打開(kāi)止水夾，可觀察到水進(jìn)入集氣瓶約占總體積

 

，該體積分?jǐn)?shù)就是空氣中氧氣的含量．
【拓展】小莉同學(xué)對(duì)藥品的選擇產(chǎn)生了興趣，提出問(wèn)題：鎂條能否代替紅磷用于測(cè)定氧氣的含量．于是設(shè)計(jì)如圖2裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，燃燒冷卻后打開(kāi)止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%．
（3）燃燒冷卻后打開(kāi)止水夾，水能進(jìn)入集氣瓶的原因

 

．
（4）根據(jù)空氣的組成，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過(guò)其容積的

 

%．現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，可推出減少的氣體中肯定還有

 

．
【查閱資料】鎂條在氮?dú)庵幸材苋紵�，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．
（5）【結(jié)論】據(jù)此，鎂條

 

（選填“能”或“不能”）用于測(cè)定氧氣含量．寫(xiě)出鎂條與氮?dú)夥磻?yīng)的文字表達(dá)式：

 

（6）【反思】同學(xué)們討論后認(rèn)為，該利用裝置測(cè)定空氣中氧氣含量，藥品的選擇主要考慮以下因素中的

 

（填序號(hào)）
a．要能消耗氧氣        b．不會(huì)跟空氣中的其它成分反應(yīng)
c．生成物不能為氣體     d．藥品用量是否充足．

Answer 1

考點(diǎn)：測(cè)定空氣里氧氣含量的探究,書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專(zhuān)題：科學(xué)探究

分析：（1）紅磷過(guò)量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗，減少誤差；
（2）紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙，由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小，打開(kāi)止水夾后觀察到：水沿導(dǎo)管倒流進(jìn)入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的

1

5

處；
（3）鎂燃燒消耗集氣瓶中的氣體，導(dǎo)致集氣瓶中的壓強(qiáng)減小，冷卻后打開(kāi)止水夾時(shí)，在外界大氣壓的作用下，水會(huì)進(jìn)入集氣瓶．
（4）氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)是21%，現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，說(shuō)明鎂燃燒時(shí)，不僅消耗氧氣，還消耗其它氣體，因?yàn)橄�耗的氣體很多，所以應(yīng)該是至少消耗氮?dú)猓?br />（5）根據(jù)鎂燃燒不僅消耗氧氣，還消耗氮?dú)獾任镔|(zhì)解答；
（6）根據(jù)測(cè)定氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理分析．

解答：解：
（1）紅磷過(guò)量，可使集氣瓶中的氧氣完全消耗；
（2）步驟②集氣瓶中的現(xiàn)象是：紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙；反應(yīng)物是磷和氧氣，生成物是五氧化二磷，反應(yīng)條件是加熱，所以文字表達(dá)式是：磷+氧氣

點(diǎn)燃

五氧化二磷；由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小，打開(kāi)止水夾后觀察到的現(xiàn)象是：水沿導(dǎo)管倒流進(jìn)入集氣瓶中，倒流至集氣瓶容積的

1

5

處，可以得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為

1

5

；
（3）冷卻后打開(kāi)止水夾，水能進(jìn)入集氣瓶的原因是：集氣瓶中的氣體被消耗，壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶．
故填：集氣瓶中的氣體被消耗，壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶；
（4）點(diǎn)燃條件下，鎂能和空氣中的氧氣、氮?dú)�、二氧化碳等物質(zhì)反應(yīng)，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過(guò)其容積的21%，現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，說(shuō)明鎂燃燒不僅消耗氧氣，還消耗氮?dú)獾任镔|(zhì)．
（5）鎂燃燒不僅消耗氧氣，還消耗氮?dú)獾任镔|(zhì)，據(jù)此，鎂條不能用于測(cè)定氧氣含量．寫(xiě)出鎂條與氮?dú)夥磻?yīng)的文字表達(dá)式為：鎂+氮?dú)?span dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

點(diǎn)燃

氮化鎂；
（6）用燃燒法測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用的原理是物質(zhì)燃燒只消耗氧氣，生成物是固體，瓶?jī)?nèi)氣體減小，水倒流，倒流入水的體積即為減少的氧氣的體積，因此反應(yīng)物應(yīng)只與氧氣反應(yīng)，生成物應(yīng)是固體才可以．
答案：
（1）充分反應(yīng)掉集氣瓶中的氧氣
（2）紅磷劇烈燃燒、放出大量熱和產(chǎn)生大量白煙   磷+氧氣

點(diǎn)燃

五氧化二磷  

1

5

（3）集氣瓶中的氣體被消耗，壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶
（4）21  氮?dú)?br />（5）不能  鎂+氮?dú)?span dealflag="1" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

點(diǎn)燃

氮化鎂
（6）abcd

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)操作的理解與評(píng)價(jià)等，難度中等，清楚實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．