Question

法國化學(xué)家拉瓦錫通過實驗得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的，某學(xué)校興趣小組同學(xué)模仿教材中實驗，分別用如圖所示四個裝置進(jìn)行試驗驗證．（燒杯和集氣瓶中液體為水）

（1）用A裝置實驗，一切操作規(guī)范，但幾乎沒有水進(jìn)入集氣瓶中，原因是　　；

（2）圖2是同學(xué)們對裝置B的改進(jìn)實驗．組要操作是：在實際容積為250mL的集氣瓶里，先裝進(jìn)50mL水，在按圖2連接好一起，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃，集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實驗過程中起到的作用是　　（填序號）

A．加快集氣瓶冷卻               B．減少集氣瓶空間  

C．緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高     D．液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出

若實驗恢復(fù)到正常溫度，發(fā)現(xiàn)氣體減少的體積小于，請你幫助同學(xué)找出造成這樣結(jié)果的可能原因（寫出兩種）

①　　；

②　　．

（3）同學(xué)們沒有用裝置C進(jìn)行實驗，他們認(rèn)為，使用該裝置實驗，無法得出氧氣的占空氣總體積的，理由是　　．

（4）同學(xué)們用D圖進(jìn)行實驗，待鎂條燃燒并冷卻后打開止水夾，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%，對于為什么進(jìn)水的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過集氣瓶空間的，同學(xué)們進(jìn)行了探究：

【猜想一】二氧化碳能與鎂條反應(yīng)．

【猜想二】　　；

【查閱資料】

①鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．

②鎂條點燃后，放入盛有二氧化碳的集氣瓶中繼續(xù)燃燒，生成氧化鎂和一種單質(zhì)，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為　　；

【實驗驗證】實驗過程（略）

【交流反思】通過以上對比實驗，同學(xué)們總結(jié)出測定空氣中氧氣含量時，所用的反應(yīng)物應(yīng)滿足兩個條件：

①　　；

②　　．

   

Answer 1

   答案   分析：

（1）題目要求分析可能造成測量結(jié)果小于的原因，不僅僅是產(chǎn)生誤差，而是強調(diào)小于，所以要圍繞偏低的各種可能進(jìn)行分析．

（2）集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實驗過程中起到的作用是：加快集氣瓶冷卻，液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出，緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高．

（3）考慮鐵絲在空氣中不能燃燒；

（4）同學(xué)們用D圖進(jìn)行實驗，待鎂條燃燒并冷卻后打開止水夾，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%，對于為什么進(jìn)水的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過集氣瓶空間的，考慮二氧化碳能與鎂條反應(yīng)；氮氣能與鎂條反應(yīng)；根據(jù)資料：“鎂條點燃后，放入盛有二氧化碳的集氣瓶中繼續(xù)燃燒，生成氧化鎂和一種單質(zhì)”，則推測該反應(yīng)的文字表達(dá)式；通過以上對比實驗，測定空氣中氧氣含量時，推測所用的反應(yīng)物應(yīng)滿足兩個條件．

解答：

解：（1）空氣中氧氣含量的測定，對實驗的成敗注意事項為：要保證藥品過量，要保證裝置的氣密性良好，同時一定要等到溫度恢復(fù)到室溫再打開止水夾讓外界液體進(jìn)入裝置內(nèi)．所以在分析造成裝置造成結(jié)果小于時，要考慮藥品的量可能不足造成沒有將氧氣完全消耗，同時要考慮同時一定要等到溫度恢復(fù)到室溫再打開止水夾，還要考慮裝置在藥品的足夠的情況下因為氣密性不好，導(dǎo)致液體不能等體積進(jìn)入而引起結(jié)果偏低．

故答案為：

①紅磷的量不足；②裝置氣密性不好；③沒有冷卻到室溫就打開止水夾．

（2）集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水，在實驗過程中起到的作用是：加快集氣瓶冷卻，液封導(dǎo)氣管末端以防氣體逸出，緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高；故答案為：ACD；

（3）鐵絲在空氣中不能燃燒，故無法得出氧氣的占空氣總體積的；

（4）同學(xué)們用D圖進(jìn)行實驗，待鎂條燃燒并冷卻后打開止水夾，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%，對于為什么進(jìn)水的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過集氣瓶空間的，根據(jù)【猜想一】二氧化碳能與鎂條反應(yīng)．

推測【猜想二】氮氣能與鎂條反應(yīng)；

【查閱資料】

根據(jù)資料“②鎂條點燃后，放入盛有二氧化碳的集氣瓶中繼續(xù)燃燒，生成氧化鎂和一種單質(zhì)”，該反應(yīng)的文字表達(dá)式為鎂+二氧化碳氧化鎂+單質(zhì)；

【交流反思】通過以上對比實驗，由此可總結(jié)出測定空氣中氧氣含量的反應(yīng)物所滿足的條件是：反應(yīng)物是固體且只和氧氣反應(yīng)，且反應(yīng)后不能生成氣體．

故答案為：

（1）裝置氣密性不好；

（2）ACD；①紅磷的量不足；②裝置氣密性不好．

（3）鐵絲在空氣中不能燃燒．

（4）【猜想二】氮氣能與鎂條反應(yīng)；

【查閱資料】②鎂+二氧化碳氧化鎂+單質(zhì)；

【交流反思】①反應(yīng)物是固體且只和氧氣反應(yīng)；②反應(yīng)后不能生成氣體．