12.某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣的含量測定進行再探究.
(一)甲組同學利用某脫氧劑測定空氣中氧氣含量,興趣小組進行了如下實驗:使用圖1裝置進行實驗.實驗前應先進行的操作是檢查裝置的氣密性.
【實驗過程】
步驟1:在注射器中放入足量脫氧劑粉末(體積為2mL),封閉.
步驟2:打開彈簧夾,將活塞向右拉至一定距離,關閉彈簧夾.
步驟3:不斷輕輕晃動注射器,至活塞位置不再發(fā)生變化.
【數(shù)據(jù)處理】
(1)實驗中需要記錄的數(shù)據(jù)是:①注射器原來的空氣的體積②反應后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積;反應后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積.
(2)上述實驗測定過程至少需要重復兩次,其目的是使測量的結果更準確.
【實驗對比】實驗室常通過燃燒紅磷法測定空氣中氧氣的含量(裝置如圖2).步驟如下:
(1)用彈簧夾夾緊橡皮管;
(2)點燃燃燒匙內的紅磷,立即伸入瓶中并塞緊瓶塞.
(3)燃燒結束,冷卻的室溫.
(4)觀察并記錄水面的變化情況.多次實驗發(fā)現(xiàn),集氣瓶內上升的水面始終小于瓶內原有空氣體積的五分之一.
【拓展研究】查閱資料得知,當空氣中氧氣的體積分數(shù)降至約為7%以下時,紅磷不再燃燒.由此可知,燃燒紅磷法測定結果不夠準確.
【實驗評價】與燃燒紅磷法相比,脫氧劑法測定空氣中氧氣含量的優(yōu)點是不受氧氣含量多少的影響,使結果更準確.
(二)乙組同學利用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容積的70%.
(1)圖3中A儀器的名稱是燒杯.
(2)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%,根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中有氧氣和氮氣.
【查閱資料】鎂條在空氣中燃燒,能與氧氣反應產物為氧化鎂(MgO)固體,也能與氮氣反應產物為氮化鎂(Mg
3N
2)固體.
(3)現(xiàn)有24g鎂條,在空氣中完全燃燒后,生成物的質量應在33.3g與40g(填數(shù)值范圍)之間.(請寫出計算過程)