Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)空氣中氧氣的含量測(cè)定進(jìn)行再探究。

（一）甲組同學(xué)利用某脫氧劑測(cè)定空氣中氧氣含量，興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

使用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行的操作是 。

【實(shí)驗(yàn)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(dòng)注射器，至活塞位置不再發(fā)生變化。

【數(shù)據(jù)處理】

（1）實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)是：① 。

②反應(yīng)后注射器活塞進(jìn)入后顯示剩余氣體的體積。

（2）上述實(shí)驗(yàn)測(cè)定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是 。

【實(shí)驗(yàn)對(duì)比】

實(shí)驗(yàn)室常通過燃燒紅磷法測(cè)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(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞。

（3） 。

（4）觀察并記錄水面的變化情況。

多次實(shí)驗(yàn)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。

【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(shí)，紅磷不再燃燒．由此可知，燃燒紅磷法測(cè)定結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】與燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測(cè)定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)是 。

（二）乙組同學(xué)利用裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，燃燒、冷卻后打開止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70％。

（1）右圖中A儀器的名稱是____________。

（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的 ％�，F(xiàn)進(jìn)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?dú)夥磻?yīng)產(chǎn)物為氮化鎂（Mg3N2）固體。

（3）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(qǐng)寫出計(jì)算過程）

Answer 1

【答案】（一）檢查裝置的氣密性 ．

【數(shù)據(jù)處理】

（1）注射器中原來的空氣的體積

（2）使測(cè)量的結(jié)果更準(zhǔn)確（或者避免實(shí)驗(yàn)的偶然性）

【實(shí)驗(yàn)對(duì)比】（3）燃燒結(jié)束，冷卻至室溫。

【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】不受氧氣含量多少的影響，能充分消耗所有氧氣，使結(jié)果更準(zhǔn)確。

（二）

（1）燒杯

（2）21，氧氣和氮?dú)?/span>（化學(xué)式也對(duì)）

（3）33.3g--40g

【解析】

試題分析：（一）制取氣體時(shí)，在組裝好儀器后要檢查裝置的氣密性；注射器中原來的空氣的體積—反應(yīng)后注射器活塞進(jìn)入后顯示剩余氣體的體積=原空氣中氧氣的體積；實(shí)驗(yàn)測(cè)定過程至少需要重復(fù)兩次，其目的是避免實(shí)驗(yàn)的偶然性；燃燒結(jié)束，冷卻至室溫后才能讀取剩余氣體的體積；與燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測(cè)定空氣中氧氣含量的優(yōu)點(diǎn)是能與低含量的氧氣反應(yīng)，使測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確；氧氣占空氣的21%，因此如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%；氮?dú)�、氧氣、在點(diǎn)燃條件下，都能與鎂反應(yīng)；故點(diǎn)燃鎂時(shí)空氣的組成中減少的氣體有氮?dú)狻⒀鯕�、�?/span>

如果鎂全部與氮?dú)夥磻?yīng)

N2+3MgMg3N2

72 100

24g x

72/100=24g/x x≈33.3g

如果鎂全部與氧氣反應(yīng)

O2+2Mg2MgO

48 80

24g y

48/80=24g/y y=40g

24g鎂條，在空氣中完全燃燒后，生成物的質(zhì)量應(yīng)在33.3g--40g