Question

學習了空氣中氧氣的含量測定后，化學興趣小組的同學對過量的紅磷能否消耗完瓶中的氧氣表示有疑問．請你參與他們的探究活動，并回答下列的問題：
[提出問題]在空氣成分測定中，紅磷能消耗完氧氣嗎？
[作出假設]過量的紅磷不能完全消耗氧氣．
[設計實驗]
（1）在集氣瓶底部放少量自來水，并把一束打磨后的細鐵絲放入其中，按右圖所示進行正確操作．待冷卻到室溫后打開止水夾，這時觀察到的現象是________．
（2）幾天后，觀察到鐵絲表面出現紅色物質，這是因為鐵與瓶內的水和氧氣發生反應生成了鐵銹．由此可以得出上述假設________（填“成立”或“不成立”）．
[反思與評價]小林認為該實驗不能證明紅磷沒有消耗完集氣瓶中的氧氣，使鐵生銹的氧氣可能來自于________，因為________．同學們采取了一種措施，更換了一種試劑，就達到了目的．這種試劑是________．
[思維拓展]

（1）寫出紅磷在空氣中燃燒的化學反應的方程式________，在這一氧化反應中，氧元素化合價________（填“升高”或“降低”），因此氧氣具有氧化性．
（2）右圖是氫氣在氯氣中發生燃燒反應的示意圖，通過類比、分析，該反應中具有氧化性的物質是________（填化學式）．
（3）已知鎂在空氣中能燃燒生成氧化鎂和氮化鎂（其中氮為-3價）．
①氮化鎂是一種黃色的固體．而鎂在空氣中燃燒產物基本上是白色的，由此現象可知，在這樣的條件下鎂更易與空氣中的________化合．
②通過上述實驗及敘述，你對燃燒有什么新的認識？________．

Answer 1

解：[設計實驗]
（1）根據紅磷燃燒的生成物為固體，會使密閉容器的氣壓明顯減小；打開止水夾，水會倒流密閉容器中；水倒流入集氣瓶中液面上方體積的五分之一；
故答案為：水倒流入集氣瓶中液面上方體積的五分之一；
（2）鐵生銹的條件：水和氧氣同時存在，生成了鐵銹，說明過量的紅磷不能完全消耗氧氣；故答案為：成立；
[反思與評價]
根據水（自來水）中溶有少量氧氣，容器中鐵與水中的氧反應生成了鐵銹；換一種試劑蒸餾水，就能說明過量的紅磷完全消耗了氧氣．
故答案為：自來水；水中溶有少量氧氣；蒸餾水；
[思維拓展]
（1）根據生銹化學方程式的要求：寫配注等，紅磷在空氣中燃燒的反應方程式為：4P+5O₂2P₂ O₅；
根據氧化劑（反應物）→得電子或共用電子對偏向→化合價降低→被還原→發生還原反應→生成還原產物；
可知在紅磷在空氣中燃燒的反應中氧元素化合價降低；氧氣具有氧化性；
故答案為：4P+5O₂2P₂ O₅； 降低；
（2）根據氧化劑（反應物）→得電子→化合價降低→被還原→發生還原反應→生成還原產物；可知氫氣在氯氣中發生燃燒反應中具有氧化性的物質是：Cl₂；
故答案為：Cl₂；
（3）鎂在空氣中燃燒產物基本上是白色的氧化鎂，由此現象可知，鎂更易與空氣中的氧氣反應；故答案為：O₂；
鎂在空氣中能燃燒生成氧化鎂和氮化鎂，可推知鎂在氮氣中能燃燒，因此燃燒不一定有氧氣參加；
故答案為：燃燒不一定有氧氣參加．
分析：[設計實驗]
（1）根據紅磷燃燒的生成物為固體，會使密閉容器的氣壓明顯減小；打開止水夾，水會倒流密閉容器中，進行解答
（2）鐵生銹的條件：水和氧氣同時存在，生成了鐵銹，說明過量的紅磷不能完全消耗氧氣；
[反思與評價]
根據水（自來水）中溶有少量氧氣，容器中鐵與水中的氧反應生成了鐵銹；換一種試劑蒸餾水，就能說明過量的紅磷完全消耗了氧氣．
[思維拓展]
（1）根據生銹化學方程式的要求：寫配注等，寫出反應的化學方程式；根據氧化劑（反應物）→得電子或共用電子對偏向→化合價降低→被還原→發生還原反應→生成還原產物；進行解答；
（2）根據氧化劑（反應物）→得電子→化合價降低→被還原→發生還原反應→生成還原產物；進行解答；
（3）鎂在空氣中燃燒產物基本上是白色的氧化鎂，由此現象可知，鎂更易與空氣中的氧氣反應；
鎂在空氣中能燃燒生成氧化鎂和氮化鎂，可推知鎂在氮氣中能燃燒，因此燃燒不一定有氧氣參加．
點評：本題主要考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．