Question

14．空氣中氧氣含量測定的再認識．
【實驗回顧】實驗室常用紅磷燃燒的方法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖），寫出紅磷燃燒的反應表達式為4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅．
興趣小組用該方法測出的氧氣含量常常遠低于21%．
【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么不能準確地測定空氣中氧氣的含量？
【問題分析】（1）裝置漏氣；
（2）紅磷的量不足，裝置內(nèi)氧氣有剩余；…
【問題拓展】鎂在空氣中燃燒的化學表達式為2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO，已知鎂條除了和氧氣反應，還可以和氮氣、二氧化碳發(fā)生反應．鎂和氮氣反應的生成物為Mg₃N₂，其中氮元素的化合價為-3價；鎂在二氧化碳中點燃后生成白色固體氧化鎂和一種黑色單質(zhì)，該反應表達式為2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C，因此倉庫內(nèi)的鎂條著火，不能（填“能”或“不能”）用二氧化碳滅火．探究空氣中氧氣含量的實驗中，若將燃燒匙中的藥品換成鎂粉，實驗結(jié)束后，測量得到的結(jié)果偏大（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 只有熟悉用紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論和注意事項，才能正確解答本題．根據(jù)鎂和氧氣點燃產(chǎn)生氧化鎂寫出反應的方程式；關鍵化合物中正負化合價的代數(shù)和為0計算氮元素的化合價；根據(jù)對燃燒的認識及對氮氣、二氧化碳的認識進行分析．

解答 解：【實驗回顧】磷與氧氣在點燃的條件下反應生成五氧化二磷，反應表達式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅ ；
【問題分析】進行此實驗時，必須保證裝置的氣密性良好，紅磷足量，瓶子冷卻后再打開彈簧夾，否則會導致結(jié)果不準確，所以本題答案為：紅磷的量不夠；裝置可能漏氣；未冷卻到室溫就打開彈簧夾．故填：紅磷的量不足．
【問題拓展】鎂和氧氣點燃產(chǎn)生氧化鎂，該反應表達式為：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；設Mg₃N₂中氮元素的化合價為x，則（+2）×3+2x=0，x=-3；鎂在二氧化碳中點燃后生成白色固體氧化鎂和一種黑色單質(zhì)，該反應表達式為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C；因此倉庫內(nèi)的鎂條著火，不能用二氧化碳滅火．若用鎂代替磷來測定氧氣的含量，鎂會消耗氧氣、氮氣、二氧化碳，會使裝置內(nèi)的氣體減少的多，因此結(jié)果會偏大；
答案：
【實驗回顧】4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
【問題分析】（2）紅磷的量不足；
【問題拓展】2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；-3   2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C；   不能；偏大

點評 本考點是測定氧氣在空氣中的體積分數(shù)，實驗中要注意裝置的嚴密性、所用藥品的量、生成物的狀態(tài)、誤差分析、對實驗現(xiàn)象的分析等，培養(yǎng)了學生的分析推理能力和嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度．