Question

【題目】某化學興趣小組的同學對“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗(如下圖所示)學習后，思考能否用其它可燃物代替紅磷進行實驗。請你參與探究：

（提出問題）能用哪些可燃物代替紅磷？

（查閱資料）二氧化碳可以被氫氧化鈉溶液完全吸收；鎂在空氣中燃燒可以與氧氣反應生成氧化鎂，與氮氣反應生成氮化鎂。

（猜想與假設）

甲同學：可以用鐵絲代替

乙同學：可以用木炭代替

丙同學：可以用鎂條代替

（探究與反思）

（1）丁同學根據自己所學化學知識，直接否定了甲同學的想法，請你說出他的理由：_______。

（2）乙同學利用木炭代替紅磷做了這一實驗，但實驗測得氧氣的體積分數值遠小于實際值，若他實驗操作都沒有問題，請你幫他分析原因：_________________；知道原因以后，乙查閱了上述資料，在不改變可燃物木炭的情況下對實驗進行了調整，準確測出了氧氣含量，他的操作是____________。

（3）丙同學用鎂條作可燃物測出空氣中氧氣含量為72%（實驗操作無誤），丁同學認為氮氣一定參與了反應，請說出丁同學的依據_____________，

通過查閱上述資料證實了他的說法，請寫出鎂與氮氣反應的文字表達式：______________。

（4）老師提出白磷與紅磷的化學性質類似，可以用白磷代替紅磷測定空氣中氧氣含量，并用右圖所示裝置完成實驗:

a.白磷燃燒的現象：_____________

b.右圖裝置中利用了粗銅絲的________性，此裝置相比于教材中實驗裝置最大的優點是__________c.該裝置氣密性良好是實驗成功的關鍵，檢查該裝置氣密性的方法為：組裝好如右圖所示裝置，使兩側玻璃管中液面相平，然后將右側玻璃管抬高，下列現象能說明該裝置氣密性良好的現象是（___）

A.兩側玻璃管中液面仍相平

B.兩側玻璃管中右側液面高

C.兩側玻璃管中左側液面高

d.若裝置氣密性良好，該實驗測得氧氣含量仍小于實際值，其原因可能有（兩點）：

① ________________________________ ②_____________________________

（5）通過上述探究，空氣中氧氣含量測定實驗中可燃物的選擇要滿足：______________

Answer 1

【答案】鐵絲不能在空氣中燃燒；木碳燃燒要生成二氧化碳，會使裝置內氣壓變化不明顯，所以實驗測得值偏低；將裝置內的水換為氫氧化鈉溶液。氮氣占空氣總體積的71%，只有氮氣被消耗裝置內氣體才會消耗72%；鎂+氮氣氮化鎂產生大量白煙，發光，并放出大量熱；導熱性；避免生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染大氣。B白磷的量不足；沒等到裝置冷卻至室溫就讀數；在空氣中能燃燒，燃燒只能消耗氧氣，且不能產生氣體

【解析】

（1）根據測定空氣中氧氣含量的實驗中藥品選擇的注意事項解答；

（2）根據木炭燃燒的產物二氧化碳是氣體及二氧化碳可以被氫氧化鈉溶液完全吸收分析解答；

（3）根據空氣中氮氣的體積分數分析解答；

（4）a根據白磷燃燒的現象解答；bc根據銅絲具有導熱性及裝置的特點分析解答； d根據測定空氣中氧氣含量的實驗的注意事項分析解答；

（5）根據題中信息解答。

（1）丁同學直接否定了甲同學的想法理由：鐵絲不能在空氣中燃燒；

（2）乙同學利用木炭代替紅磷做了這一實驗，但實驗測得氧氣的體積分數值遠小于實際值的原因是木炭燃燒要生成二氧化碳，會使裝置內氣壓變化不明顯，所以實驗測得值偏低；乙在不改變可燃物木炭的情況下對實驗進行了調整，準確測出了氧氣含量，他的操作是將裝置內的水換為氫氧化鈉溶液；

（3）丁同學認為氮氣一定參與了反應，依據是：氮氣占空氣總體積的71%，只有氮氣被消耗裝置內氣體才會消耗72%；鎂與氮氣在點燃的條件下生成氮化鎂，反應的文字表達式為：鎂+氮氣氮化鎂；

（4）a.白磷燃燒的現象：產生大量白煙，發光，并放出大量熱；b.右圖裝置中利用了粗銅絲的導熱性，此裝置相比于教材中實驗裝置最大的優點是：避免生成的五氧化二磷逸散到空氣中污染大氣；c.該裝置氣密性良好的現象是兩側玻璃管中右側液面高，故選B；d.若裝置氣密性良好，該實驗測得氧氣含量仍小于實際值，其原因可能有（兩點）：①白磷的量不足；②沒等到裝置冷卻至室溫就讀數；

（5）通過上述探究，空氣中氧氣含量測定實驗中可燃物的選擇要滿足：在空氣中能燃燒，燃燒只能消耗氧氣，且不能產生氣體。