Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對空氣中氧氣的含量測定進行再探究．

（1）甲組同學(xué)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(yīng)先進行的操作是 ．
【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(guān)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】
（i）實驗中需要記錄的數(shù)據(jù)是：①②；反應(yīng)后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積．
（ii）上述實驗測定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是 ．
【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：
（i）用彈簧夾夾緊橡皮管；
（ii）點燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞．
（iii） ．
（iv）觀察并記錄水面的變化情況．多次實驗發(fā)現(xiàn)，集氣瓶內(nèi)上升的水面始終小于瓶內(nèi)原有空氣體積的五分之一．
【拓展研究】查閱資料得知，當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?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(jié)果不夠準(zhǔn)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 ．
（2）乙組同學(xué)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%．
（i）圖3中A儀器的名稱是 ．
（ii）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，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%，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中有 ．
【查閱資料】鎂條在空氣中燃燒，能與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物為氧化鎂（MgO）固體，也能與氮氣反應(yīng)產(chǎn)物為氮化鎂（Mg3N2）固體．
（iii）現(xiàn)有24g鎂條，在空氣中完全燃燒后，生成物的質(zhì)量應(yīng)在（填數(shù)值范圍）之間．（請寫出計算過程）

Answer 1

【答案】
（1）檢查裝置的氣密性；注射器原來的空氣的體積；反應(yīng)后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積；使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確；燃燒結(jié)束，冷卻的室溫；不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確
（2）燒杯；21；氧氣和氮氣；33.3g與40g
【解析】解：（1）使用圖1裝置進行實驗．實驗前應(yīng)先進行的操作是檢查裝置的氣密性；【數(shù)據(jù)處理】使用圖2裝置進行實驗．實驗前應(yīng)先進行的操作是：檢查裝置的氣密性；實驗中需要記錄的數(shù)據(jù)是：注射器原來的空氣的體積、反應(yīng)后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積；上述實驗測定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是：使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確；故答案為：檢查裝置的氣密性；注射器原來的空氣的體積、反應(yīng)后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積；使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確；【實驗對比】本實驗成功的關(guān)鍵是：裝置要嚴(yán)密；紅磷要足量；燃燒結(jié)束，冷卻的室溫，再打開止水夾；故答案為：燃燒結(jié)束，冷卻的室溫；【拓展研究】【實驗評價】由實驗探究可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是：氧氣含量太少時，可燃物無法燃燒；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(jié)果更準(zhǔn)確；故答案為：氧氣含量太少時，可燃物無法燃燒；不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確；（2）圖中所給儀器的名稱為燒杯；鎂條燃燒消耗了氧氣，而使瓶內(nèi)壓強小于外界大氣壓，從而使水進入廣口瓶中；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；
設(shè)若產(chǎn)物全部為氧化鎂時產(chǎn)物的質(zhì)量為x．
2Mg+O2 2MgO
48 80
24g x

解得x=40g
設(shè)若產(chǎn)物全部為氮化鎂時產(chǎn)物的質(zhì)量為y．
3Mg+N2 Mg3N2
72 100
24g y

則，解得y=33.3g
通過以上計算可知所得產(chǎn)物質(zhì)量應(yīng)在33.3g與40g之間．
答案：（1）檢查裝置的氣密性；【數(shù)據(jù)處理】（i）注射器原來的空氣的體積、反應(yīng)后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積；（ii）使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確；【實驗對比】（iii）燃燒結(jié)束，冷卻的室溫；【實驗評價】不受氧氣含量多少的影響，使結(jié)果更準(zhǔn)確．（2）（i）燒杯；（ii）21；氧氣和氮氣；（iii）33.3g與40g．
【數(shù)據(jù)處理】
使用圖2裝置進行實驗．實驗前應(yīng)先進行的操作是：檢查裝置的氣密性；實驗中需要記錄的數(shù)據(jù)是：注射器原來的空氣的體積、反應(yīng)后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積；上述實驗測定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是：使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確；本實驗成功的關(guān)鍵是：裝置要嚴(yán)密；紅磷要足量；燃燒結(jié)束，冷卻的室溫，再打開止水夾；由實驗探究可知，燃燒紅磷法測定結(jié)果不夠準(zhǔn)確的原因的是：氧氣含量太少時，可燃物無法燃燒；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(jié)果更準(zhǔn)確．（1）根據(jù)實驗室常用儀器解答；根據(jù)氣體的壓強差進行分析；（2）因為空氣中氮氣、氧氣所占的體積分?jǐn)?shù)是99%，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；氮氣和鎂在點燃條件下能生成氮化鎂．