Question

11．某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣的含量進行探究．
[提出問題]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（可燃物燃燒所需的最低溫度）為240℃，白磷的著火點為40℃②氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣，同時放出大量的熱，能煮熟雞蛋．③生石灰的主要成份是氧化鈣．
[設計方案]興趣小組的同學將一個具有刻度和可滑動活塞的玻璃管（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），用此裝置進行實驗，請你一同參與．
【進行實驗】
①檢查圖中玻璃管的氣密性．其操作步驟、現(xiàn)象和結論是用熱毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把熱毛巾取走，活塞又回到原刻度
②按圖示裝好藥品后的操作是向燒杯中加入適量的水，該操作的作用是利用水和生石灰反應放出的熱量，引燃白磷
【記錄現(xiàn)象】實驗過程中觀察到的現(xiàn)象是白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙玻璃管中的活塞先向右移，后向左移，最后停止在刻度8處
【實驗結論】氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$
【實驗反思】本實驗是對教材實驗稍作改進而設計的，其主要優(yōu)點是實驗操作均在密閉容器中進行，減小測量誤差
【拓展與應用】已知Mg+O₂$\stackrel{點燃}{→}$MgO，Mg+N₂$\stackrel{點燃}{→}$Mg₂N₂，
據(jù)此反應能否用鎂代替磷測定空氣中氧氣的體積含量？不能
由此你對氮氣的化學性質有何新的認識氮氣的化學性質不活潑是相對的，在一定條件下，氮氣也能跟其他物質發(fā)生化學反應．

Answer 1

分析 【進行試驗】①根據(jù)氣體的壓強隨溫度的變化來設計實驗進行驗證；
②生石灰和水反應放出熱量，可以據(jù)此解答；
【記錄現(xiàn)象】白磷燃燒時產(chǎn)生大量白煙，氣體受熱膨脹，而使活塞移動，可以據(jù)此解答該題；
【實驗結論】該實驗可以驗證氧氣在空氣中的含量，可以據(jù)此解答；
【實驗反思】實驗在密閉的容器中進行，可以據(jù)此解答；
【拓展應用】根據(jù)題給信息進行分析．

解答 解：【進行試驗】①氣體受熱壓強增大，如果氣密性良好，則用熱毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把熱毛巾取走，活塞又回到原刻；
②生石灰和水反應放出熱量，所以按圖示裝好藥品后的操作是想燒杯中加入適量的水，利用水和生石灰反應放出的熱量，引燃白磷；
【記錄現(xiàn)象】生石灰和水反應放出熱量使玻璃管中氣體受熱膨脹而將活塞向右推動，當溫度達到著火點時會引燃白磷，白磷燃燒時產(chǎn)生大量白煙，消耗氧氣，冷卻后會發(fā)現(xiàn)活塞向左移動，；
【實驗結論】該實驗可以驗證氧氣在空氣中的含量，根據(jù)實驗現(xiàn)象可以得出氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$的結論；
【實驗反思】實驗在密閉的容器中進行，能夠減少測量誤差；
【拓展應用】鎂能夠和氮氣反應，使測量的結果不準確由此可以得出氮氣的化學性質不活潑是相對的，在一定條件下，氮氣也能跟其他物質發(fā)生化學反應．
故答案為：【進行實驗】①用熱毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把熱毛巾取走，活塞又回到原刻度；
②向燒杯中加入適量的水；   利用水和生石灰反應放出的熱量，引燃白磷．
【記錄現(xiàn)象】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，最后停止在刻度8處；
【實驗結論】氧氣約占空氣總體積的$\frac{1}{5}$；
【實驗反思】實驗操作均在密閉容器中進行，減小測量誤差；
【拓展與應用】不能； 氮氣的化學性質不活潑是相對的，在一定條件下，氮氣也能跟其他物質發(fā)生化學反應．

點評 本題主要考查用白磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結論和注意事項，難度稍大．