Question

我�；瘜W興趣小組就空氣中氧氣的含量進行探究：如圖1將紅磷置于燃燒匙中燃燒，觀察實驗：

（1）為了充分消耗容器中的氧氣，紅磷的用量應

 

．
（2）紅磷燃燒產(chǎn)生的現(xiàn)象：

 

，反應的文字表達式

 

，紅磷燃燒停止，等集氣瓶冷卻至室溫時打開止水夾，可觀察到水進入集氣瓶約占總體積

 

，該體積分數(shù)就是空氣中氧氣的含量．
【拓展】小莉同學對藥品的選擇產(chǎn)生了興趣，提出問題：鎂條能否代替紅磷用于測定氧氣的含量．于是設計如圖2裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗，燃燒冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%．
（3）燃燒冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因

 

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

 

%．現(xiàn)進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】鎂條在氮氣中也能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．
（5）【結論】據(jù)此，鎂條

 

（選填“能”或“不能”）用于測定氧氣含量．寫出鎂條與氮氣反應的文字表達式：

 

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

 

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

Answer 1

考點：測定空氣里氧氣含量的探究,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）紅磷過量，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內的壓強減小，打開止水夾后觀察到：水沿導管倒流進入集氣瓶中，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，導致集氣瓶中的壓強減小，冷卻后打開止水夾時，在外界大氣壓的作用下，水會進入集氣瓶．
（4）氧氣在空氣中的體積分數(shù)是21%，現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，說明鎂燃燒時，不僅消耗氧氣，還消耗其它氣體，因為消耗的氣體很多，所以應該是至少消耗氮氣；
（5）根據(jù)鎂燃燒不僅消耗氧氣，還消耗氮氣等物質解答；
（6）根據(jù)測定氧氣含量的實驗原理分析．

解答：解：
（1）紅磷過量，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；反應物是磷和氧氣，生成物是五氧化二磷，反應條件是加熱，所以文字表達式是：磷+氧氣

點燃

五氧化二磷；由于紅磷消耗了空氣中的氧氣使集氣瓶內的壓強減小，打開止水夾后觀察到的現(xiàn)象是：水沿導管倒流進入集氣瓶中，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數(shù)約為

1

5

；
（3）冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是：集氣瓶中的氣體被消耗，壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水進入集氣瓶．
故填：集氣瓶中的氣體被消耗，壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水進入集氣瓶；
（4）點燃條件下，鎂能和空氣中的氧氣、氮氣、二氧化碳等物質反應，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%，現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，說明鎂燃燒不僅消耗氧氣，還消耗氮氣等物質．
（5）鎂燃燒不僅消耗氧氣，還消耗氮氣等物質，據(jù)此，鎂條不能用于測定氧氣含量．寫出鎂條與氮氣反應的文字表達式為：鎂+氮氣

點燃

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

點燃

五氧化二磷  

1

5

（3）集氣瓶中的氣體被消耗，壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水進入集氣瓶
（4）21  氮氣
（5）不能  鎂+氮氣

點燃

氮化鎂
（6）abcd

點評：本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解與評價等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．