Question

13．為測定空氣中氧氣的含量，某興趣小組的同學選用了40mL的試管作反應容器（如圖）和量程體積足夠大且潤滑效果很好的針筒注射器，將足量的白磷放入試管后，用橡皮塞塞緊試管，并夾緊彈簧夾．用酒精燈加熱白磷，燃燒結束后，等到試管冷卻后松開彈簧夾，觀察現(xiàn)象．
①正式開始實驗前，應先檢查裝置氣密性．
②若實驗成功，實驗后，可以觀察到針筒活塞會從原來的20mL刻度處慢慢向左移到約C刻度處．
A．4mL     B．8mL      C．12mL      D．16mL
③下列實驗操作，對實驗結果有影響的是AB
A．裝置有點漏氣    B．白磷的量不足    C．用干燥的紅磷代替白磷做實驗
（2）小婧同學學習化學后知道，鎂在氧氣中燃燒會生成白色的氧化鎂固體．但她在空氣中點燃鎂條時，卻發(fā)現(xiàn)在生成的白色固體中還夾雜著少量的淡黃色固體．
[提出問題]為什么會生成淡黃色固體？
[查閱資料]小婧查閱資料，發(fā)現(xiàn)Mg₃N₂為淡黃色．
[提出猜想]小婧認為淡黃色固體可能是由鎂與空氣中的氮氣（或N₂）反應生成的．
[實驗探究]小婧設計實驗證實了自己猜想，她的實驗方案是將點燃的鎂條伸人充滿氮氣的集氣瓶中，觀察是否生成淡黃色的固體．
[實驗結論]根據(jù)小婧的實驗結果，寫出鎂條在空氣中燃燒時兩個反應的化學方程式：2Mg十O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
[反思與評價]通過上述實驗，你對燃燒有有什么新的認識？燃燒不一定要有氧氣參加．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理分析實驗前的操作．根據(jù)空氣中氧氣的體積分數(shù)計算分析；根據(jù)實驗的原理及注意事項分析有關的操作對實驗結果的影響；
（2）[提出猜想]根據(jù)空氣的成分和固體的顏色判斷淡黃色固體的來源；
[實驗探究]根據(jù)在純氧氣中燃燒鎂條只生成白色固體，在純氮氣中燃燒鎂條只生成淡黃色色固體，可采取分別在純氧氣和純氮氣中燃燒鎂條，觀察現(xiàn)象的方法；
[實驗結論]根據(jù)反應的反應物、生成物和反應條件書寫方程式；
[反思與評價]根據(jù)鎂可以在氮氣中燃燒這一特殊性質分析回答．

解答 解：（1）①在該實驗中利用白磷燃燒生成了五氧化二磷固體，消耗了試管內空氣中氧氣，根據(jù)體積的減小來測定空氣中氧氣的含量．要想實驗成功，裝置的氣密性必需是好的．在正式開始實驗前操作的主要目的是：檢查裝置的氣密性．
②由于空氣中氧氣約占空氣體積的$\frac{1}{5}$，所以試管內密封的40mL的空氣中氧氣約占8mL．所以，實驗后，可以觀察到針筒活塞會從原來的20mL刻度處慢慢向左移到約12mL處，內外壓強相等．
③A．裝置有點漏氣，使測定的結果不準確；
 B．白磷的量不足，不能將氧氣全部消耗掉，使測定的結果偏��；
 C．紅磷、白磷都與氧氣反應生成了五氧化二磷，對實驗結果幾乎沒有影響．
（2）[提出猜想]空氣中含有氮氣，在空氣中點燃鎂條時，生成的白色固體物質中夾雜著少量的淡黃色固體，而氮化鎂為淡黃色，所以淡黃色的固體可能是鎂與空氣中的氮氣反應生成的．
[實驗探究]由于在純氧氣中燃燒鎂條只生成白色固體氧化鎂，在純氮氣中燃燒鎂條只生成淡黃色色固體氮化鎂，分別在純氧氣和純氮氣中燃燒鎂條，觀察現(xiàn)象的方法．
[實驗結論]鎂和氧氣在點燃的條件下燃燒生成氧化鎂，方程式為：2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；鎂和氮氣在點燃的條件下反應生成氮化鎂，方程式：3Mg+N₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
[反思與評價]一般情況下，氧氣有助燃性，可以支持燃燒，而該題中顯示鎂在氮氣中也可以燃燒，所以啟示為：物質不一定只在氧氣中才能燃燒或氮氣通常不支持燃燒，但有時也能支持某些物質的燃燒．
答案：
（1）①檢查裝置氣密性；  C；  AB
（2）[提出猜想]、氮氣（或N₂）
[實驗探究]將點燃的鎂條伸人充滿氮氣的集氣瓶中，觀察是否生成淡黃色的固體；
[實驗結論]2Mg十O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂
[反思與評價]燃燒不一定要有氧氣參加（其他合理答案均可）．

點評 本題通過實驗的創(chuàng)新，考查了我們分析問題的能力．在解答時，善于抓住題目的要點，才能使解答明晰不亂．