Question

19．甲乙兩化學(xué)興趣小組的同學(xué)按課本上的實(shí)驗(yàn)裝置做“測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”實(shí)驗(yàn)（如圖甲所示），但測出的氧氣的體積分?jǐn)?shù)存在誤差．
請你參與探究：
甲組測出氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于五分之一
【提出問題】造成誤差的原因是什么？如何改進(jìn)課本上的實(shí)驗(yàn)裝置？
【查閱資料】紅磷、白磷的一些性質(zhì)如下表：

	顏色、狀態(tài)	熔點(diǎn)/℃	著火點(diǎn)/℃	密度（g/cm3）
紅磷	暗紅色固體	590	240	2.34
白磷	白色或黃色固體	44.1	40	1.82

【猜想與假設(shè)】
A同學(xué)：可能是導(dǎo)管內(nèi)原含有空氣，后來留有吸入的水，影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性．
B同學(xué)：可能是瓶內(nèi)殘留氣體中還有氧氣．
（1）你還能作出的猜想是集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾．
【交流與討論】
他們對課本上的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了圖乙所示的改進(jìn)（其他儀器忽略）．
（2）與課本上的實(shí)驗(yàn)裝置相比較，該裝置的一個優(yōu)點(diǎn)是確保裝置不漏氣．
（3）能得出空氣中氧氣約占五分之一體積的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是左邊液面上升至“1”刻度處．
乙組同學(xué)從課本鎂條燃燒實(shí)驗(yàn)得到啟發(fā)，用鎂代替紅磷，實(shí)驗(yàn)完畢，冷卻后進(jìn)入水的體積遠(yuǎn)大于總?cè)莘e的1/5．
【猜想與假設(shè)】可能鎂條與氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)
【設(shè)計實(shí)驗(yàn)】
為檢驗(yàn)鎂條能否在N₂中燃燒，興趣小組展開如下探究：
①組裝儀器（圖1，鐘罩下端無底），檢查氣密性：向水槽中加水，觀察到表面皿上浮現(xiàn)象，說明氣密性良好；
②將足量白磷在空氣中點(diǎn)燃后，迅速伸入鐘罩內(nèi)，塞緊橡皮塞；
③待鐘罩內(nèi)水面不再變化時，向水槽中加水，使水槽中液面與鐘罩內(nèi)液面相平；
④打開橡皮塞，將燃著的螺旋狀鎂條迅速伸入鐘罩內(nèi)，塞緊橡皮塞（圖2），觀察液面變化；

【交流討論】
（4）步驟①氣密性良好的現(xiàn)象是表面皿上��；
（5）步驟②目的是對比實(shí)驗(yàn)；
（6）步驟④觀察到現(xiàn)象，說明鎂條與氮?dú)夥磻?yīng)．
【結(jié)論】除氧氣外，鎂條還能與氮?dú)夥磻?yīng)．
【反思】乙組小羅同學(xué)認(rèn)為只進(jìn)行圖2實(shí)驗(yàn)，當(dāng)鐘罩內(nèi)進(jìn)入水的體積大于總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$，就能說明鎂與氧氣、氮?dú)舛及l(fā)生了反應(yīng)，對此觀點(diǎn)你認(rèn)為是否正確并說明理由不正確，可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的．
【拓展】①鎂與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂（Mg₃N₂），由于氧氣比氮?dú)饣顫�，所以鎂燃燒生成的氮化鎂質(zhì)量比氧化鎂�。ù蟆⑿。�．
②8g鎂在空氣中燃燒，若有30%的鎂生成氮化鎂，計算氮化鎂的質(zhì)量（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾也會導(dǎo)致測量結(jié)果偏小，可以據(jù)此提出猜想；
【交流與討論】
（2）根據(jù)裝置特點(diǎn)進(jìn)行分析解答；
（3）根據(jù)能得出空氣中氧氣約占五分之一體積的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是左邊液面上升至“1”刻度處解答；
【交流討論】
（4）根據(jù)檢查氣密性的方法解答；
（5）根據(jù)步驟②目的是對比實(shí)驗(yàn)；
（6）根據(jù)步驟④觀察到圖2中的表面皿高于圖1中的表面皿現(xiàn)象，說明鎂條與氮?dú)夥磻?yīng)；
【反思】根據(jù)造成誤差的原因分析解答；
【拓展】①根據(jù)題中信息分析解答；
②根據(jù)鎂的質(zhì)量求出氮化鎂的質(zhì)量．

解答 解：【猜想與假設(shè)】：要使本實(shí)驗(yàn)成功，必須注意以下幾點(diǎn)：①裝置的氣密性好；②紅磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數(shù)等；故答案為：集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾；
【交流與討論】
（2）與課本上的實(shí)驗(yàn)裝置相比較，該裝置的一個優(yōu)點(diǎn)是確保裝置不漏氣；
（3）能得出空氣中氧氣約占五分之一體積的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是左邊液面上升至“1”刻度處；
【交流討論】
（4）檢查氣密性：向水槽中加水，觀察到表面皿上浮現(xiàn)象，說明氣密性良好；
（5）步驟②目的是對比實(shí)驗(yàn)；
（6）步驟④觀察到圖2中的表面皿高于圖1中的表面皿現(xiàn)象，說明鎂條與氮?dú)夥磻?yīng)；
【反思】乙組小羅同學(xué)認(rèn)為只進(jìn)行圖2實(shí)驗(yàn)，當(dāng)鐘罩內(nèi)進(jìn)入水的體積大于總?cè)莘e的$\frac{1}{5}$，就能說明鎂與氧氣、氮?dú)舛及l(fā)生了反應(yīng)，對此觀點(diǎn)你認(rèn)為是否正確并說明理由不正確，可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的；
【拓展】①鎂與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂（Mg₃N₂），由于氧氣比氮?dú)饣顫�，所以鎂燃燒生成的氮化鎂質(zhì)量比氧化鎂小．
②氮化鎂中鎂的質(zhì)量=8g×30%=2.4g
氮化鎂的質(zhì)量=$\frac{2.4g}{\frac{24×3}{24×3+14×2}×100%}$=3.3g
答案：
【猜想與假設(shè)】（1）集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾；
【交流與討論】
（2）確保裝置不漏氣；
（3）左邊液面上升至“1”刻度處；
（4）表面皿上浮；
（5）對比實(shí)驗(yàn)；
（6）圖2中的表面皿高于圖1中的表面皿
【反思】不正確，可能是實(shí)驗(yàn)誤差造成的．
【拓展】①小．②3.3g

點(diǎn)評 本考點(diǎn)考查的是空氣中氧氣含量的探究實(shí)驗(yàn)，屬于實(shí)驗(yàn)探究題，回憶實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象，得出正確的結(jié)論．這類探究實(shí)驗(yàn)要具體問題具體分析，根據(jù)設(shè)計的步驟中不同的現(xiàn)象去思考、去探究，從而回答題目給出的問題．本考點(diǎn)主要出現(xiàn)在填空題和實(shí)驗(yàn)題中．