Question

【題目】二百多年前，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。仿照這個(gè)歷史上著名實(shí)驗(yàn)的原理，我們可以用圖1所示裝置來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量。

【提出問題】用紅磷燃燒的方法為什么測(cè)出的氧氣含量遠(yuǎn)低于21%？
（1）【分析討論】①實(shí)驗(yàn)裝置漏氣；② ， 導(dǎo)致裝置內(nèi)氧氣有剩余；③……
（2）【實(shí)驗(yàn)與交流】在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)們查閱了白磷、紅磷等物質(zhì)燃燒需要的最低含氧量如下：
資料1：

可燃物名稱	紅磷	白磷	蠟燭
最低含氧量/%	8.0	4.0	16.0

甲、乙、丙三個(gè)小組分別用上述過量紅磷、白磷、蠟燭三種物質(zhì)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，用測(cè)氧氣濃度的傳感器測(cè)得反應(yīng)后的氧氣濃度分別為8.85%、3.21%、16.7%，數(shù)據(jù)與表中的理論值基本一致。其中蠟燭燃燒后用測(cè)一氧化碳濃度傳感器測(cè)算一氧化碳濃度約為2%。
資料2：蠟燭或者木炭在密閉的集氣瓶中燃燒，氧氣濃度會(huì)不斷變小，會(huì)有一氧化碳?xì)怏w生成。常溫下一氧化碳難溶于水，且不與澄清石灰水反應(yīng)。根據(jù)以上信息回答下列問題：
①白磷和紅磷相比，使用白磷能使結(jié)果更準(zhǔn)確，其原因是。
②請(qǐng)寫出紅磷燃燒的化學(xué)方程式 ， 該反應(yīng)屬于反應(yīng)（填一種基本反應(yīng)類型）；有同學(xué)提議選用木炭替代紅磷做實(shí)驗(yàn)，在集氣瓶底部預(yù)先放少量澄清石灰水吸收生成的二氧化碳?xì)怏w，小華覺得不可行，其主要原因是。
③興趣小組用白磷代替紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，已知化學(xué)反應(yīng)前后元素種類和質(zhì)量都不發(fā)生改變，若該實(shí)驗(yàn)中消耗的氧氣質(zhì)量為0.8克，則理論上生成的五氧化二磷的質(zhì)量為。
（3）【實(shí)驗(yàn)拓展】某校研究性學(xué)習(xí)小組用下圖裝置進(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體積的70%。

實(shí)驗(yàn)過程中，若彈簧夾未夾緊，則進(jìn)入集氣瓶中的水會(huì)（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。
（4）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 ， 現(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還一定有氮?dú)猓�其理由�?/span>
（5）【提出問題】氮?dú)馐窃鯓訙p少的呢？
【作出假設(shè)】氮?dú)馐桥c鎂條反應(yīng)而減少的。
【查閱資料】
①鎂條在空氣中燃燒時(shí)，不僅與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，還能與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂（氮化鎂中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)），請(qǐng)寫出鎂條與氮?dú)夥磻?yīng)的化學(xué)方程式；
②鎂條除了能與氮?dú)夥磻?yīng)，還可以在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂，請(qǐng)你寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式
（6）【驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)】用坩堝鉗夾持鎂條，點(diǎn)燃后迅速伸入盛有氮?dú)獾募瘹馄恐�，鎂條燃燒，發(fā)出暗紅色火焰，生成淡黃色粉末，并放出大量的熱。
【得出結(jié)論】鎂條能在氮?dú)庵腥紵�生成固體氮化鎂。
【實(shí)驗(yàn)反思】通過以上實(shí)驗(yàn)探究，我們可以知道用于測(cè)定空氣中氧氣含量所選用的藥品，應(yīng)符合的條件是。

Answer 1

【答案】
（1）紅磷的量不足
（2）白磷消耗氧氣更充分,4P＋5O2 2P2O5,化合,木炭在氧氣濃度較低時(shí),會(huì)生成CO氣體,且CO氣體難溶于水,不與澄清石灰水反應(yīng),1.42
（3）偏大
（4）21%或,氮?dú)饧s占空氣組成的78%,大于49%
（5）3Mg＋N2 Mg3N2,2Mg＋CO2 2MgO＋C
（6）只與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)
【解析】（1）白磷和紅磷相比，使用白磷能使結(jié)果更準(zhǔn)確，其原因是白磷消耗氧氣比紅磷更徹底；
（2）紅磷燃燒的化學(xué)方程式∶4P＋5O2 2P2O5，該反應(yīng)屬于化合反應(yīng)，兩種物質(zhì)生成了一種物質(zhì)；用木炭替代紅磷做實(shí)驗(yàn)，在集氣瓶底部預(yù)先放少量澄清石灰水吸收生成的二氧化碳?xì)怏w，小華覺得不可行，其主要原因是木炭在氧氣濃度較低時(shí)，會(huì)生成CO氣體，且CO氣體難溶于水，不與澄清石灰水反應(yīng)；
用白磷代替紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若該實(shí)驗(yàn)中消耗的氧氣質(zhì)量為0.8克，則理論上生成的五氧化二磷的質(zhì)量為∶

4P＋5O2	2P2O5
160	284
0.8g	x

＝ ,x＝1.42g.

（3）實(shí)驗(yàn)過程中，若彈簧夾未夾緊，則進(jìn)入集氣瓶中的水會(huì)偏大；
（4）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%或1/5，現(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還一定有氮?dú)�，其理由是氮�(dú)饧s占空氣組成的78%，大于49%；
（5）①鎂條在空氣中燃燒時(shí)，不僅與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，還能與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂（氮化鎂中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)），鎂條與氮?dú)夥磻?yīng)的化學(xué)方程式3Mg＋N2 Mg3N2 ，根據(jù)正負(fù)總價(jià)代數(shù)和為零原則，氮化鎂化學(xué)式是Mg3N2；

②鎂條除了能與氮?dú)夥磻?yīng)，還可以在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式∶2Mg＋CO2 2MgO＋C；
（6）用坩堝鉗夾持鎂條，點(diǎn)燃后迅速伸入盛有氮?dú)獾募瘹馄恐�，鎂條燃燒，發(fā)出暗紅色火焰，生成淡黃色粉末，并放出大量的熱；鎂條能在氮?dú)庵腥紵�生成固體氮化鎂；用于測(cè)定空氣中氧氣含量所選用的藥品，應(yīng)符合的條件是只與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成物只能是固體.
所以答案是：（1）紅磷的量不足；（2）白磷消耗氧氣更充分；4P＋5O22P2O5；化合；木炭在氧氣濃度較低時(shí)，會(huì)生成CO氣體，且CO氣體難溶于水，不與澄清石灰水反應(yīng)；1.42；（3）偏大；（4）21%或；氮?dú)饧s占空氣組成的78%，大于49%；（5）3Mg＋N2 Mg3N2；2Mg＋CO2 2MgO＋C；（6）只與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng).

【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式的相關(guān)知識(shí)，掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號(hào)．