Question

2．根據(jù)初中化學(xué)知識，探究空氣中氧氣含量實驗．小明根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，紅磷、白磷、木炭、鎂條都可以和氧氣發(fā)生反應(yīng)，但是哪種物質(zhì)更適用于測定空氣中氧氣含量，小明進行如下探究．
【探究問題】紅磷、白磷、木炭、鎂條幾種物質(zhì)，哪種更適用于測定空氣中氧氣含量？
【查閱資料】
①紅磷、白磷對比情況

	紅磷	白磷
狀態(tài)	暗紅色固體	蠟狀固體 有毒
燃燒溫度	240℃	40℃

②鎂條可以與空氣中多種物質(zhì)反應(yīng)，如N₂、CO₂等
【探究過程】如圖所示，按照實驗裝置進行實驗，探究幾種物質(zhì)測定空氣中O₂含量的可行性．
（1）紅磷、白磷探究實驗
小明認為選用紅磷進行實驗，其原因是紅磷無毒，白磷有毒．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論和化學(xué)方程式
如圖所示，將足量紅磷放到燃燒匙中，點燃紅磷，進行實驗	產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感； 待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占1/5	空氣中氧氣約占$\frac{1}{5}$ 化學(xué)方程式4P+5O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P2O5

（2）若將實驗藥品改為木炭，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，打開止水夾，水不倒吸入集氣瓶的原因是C和O₂反應(yīng)生成CO₂，反應(yīng)前后集氣瓶內(nèi)氣體體積不變．
（3）若將實驗藥品改為鎂條，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，觀察到水倒吸入集氣瓶大于$\frac{1}{5}$．根據(jù)資料信息，小明知道鎂條可以與空氣中的氮氣、二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，進而影響反應(yīng)結(jié)果．鎂條與氮氣反應(yīng)可以生成氮化鎂（Mg₃N₂）和碳，請寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
【探究結(jié)論】幾種物質(zhì)中，紅磷是最適用于測定空氣中氧氣含量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷和白磷的毒性選擇藥品；填寫實驗報告時根據(jù)紅磷燃燒的現(xiàn)象和瓶內(nèi)壓強的改變分析，書寫化學(xué)方程式要遵循質(zhì)量守恒定律，注意反應(yīng)條件；
（2）根據(jù)碳和氧氣反應(yīng)后生成物的狀態(tài)和瓶內(nèi)壓強的改變分析；
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物，依據(jù)書寫化學(xué)方程式的步驟完成．

解答 解：（1）選用紅磷進行實驗的原因是白磷有毒，紅磷無毒；紅磷燃燒產(chǎn)生黃色火焰，冒白煙，反應(yīng)停止后冷卻，打開止水夾，打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占 $\frac{1}{5}$，由此可得出空氣中氧氣約占 $\frac{1}{5}$的結(jié)論，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅
故答案為：紅磷無毒，白磷有毒；

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論和化學(xué)方程式
	產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感；． 待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占1/5．	空氣中氧氣約占 $\frac{1}{5}$ 化學(xué)方程式 4P+5O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P2O5

（2）若將實驗藥品改為木炭，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，打開止水夾，水不倒吸入集氣瓶的原因是 C和O₂反應(yīng)生成CO₂，二氧化碳是氣體，使反應(yīng)前后集氣瓶內(nèi)氣體體積不變，壓強就不變，故水不能倒吸．
故答案為：C和O₂反應(yīng)生成CO₂，反應(yīng)前后集氣瓶內(nèi)氣體體積不變．
（3）鎂條與氮氣反應(yīng)可以生成氮化鎂（Mg₃N₂）；故答案為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

點評 解決探究性實驗題要過“三關(guān)”，即：審題觀，要做到看清題中所講的化學(xué)過程、看清題設(shè)條件、看清要解決的問題；分析觀，想化學(xué)過程所涉及的化學(xué)概念和所用的化學(xué)原理、想所給條件與所求問題的關(guān)系、想有無隱含條件及題目考查的內(nèi)容；解答觀，根據(jù)題意和條件，選擇最佳的答題方法，實驗驗證所選取的試劑要易得，操作要簡單，現(xiàn)象要明顯，結(jié)論要可靠．