Question

【题目】某校学习小组用如图装置进行镁条在空气中燃烧测定空气中氧气的体积分数，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．

(1)为了确保实验成功，首先应__________．燃烧、冷却后打开止水夹，水进入集气瓶．

(2)如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的__________%．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气．

【发现问题】氮气是怎样减少的呢？

【假设一】氮气易溶于水．

【假设二】________________．

【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体．氮化镁中氮元素的化合价为_______________．镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的文字表达式是___________．

(3)通过以上探究，你觉得要使实验成功，选择的反应物应符合的条件是：__________．

Answer 1

【答案】 )检查装置的气密性 21% 镁条和氮气发生反应 —3 镁+二氧化碳------碳+氧化镁 反应物只和氧气反应

【解析】(1)根据实验开始前应检查装置气密性进行解答；(2)根据氧气约占空气体积的21％解答；【假设二】根据镁条可能和氮气发生反应分析解答；【查阅资料】根据化合物中各元素正负化合价代数和为0解答；根据镁与二氧化碳在点燃的条件下生成碳和氧化镁解答；(3)根据测定空气中氧气含量的实验时反应物选择的要求解答。

解：(1)为了确保实验成功，首先应检查装置的气密性；(2)由于空气中氧气约占空气体积的21％，故如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21％；【假设二】由于进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气，又【假设一】为氮气易溶于水，故【假设二】为：镁条和氮气发生反应；【查阅资料】根据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知，氮化镁中氮元素的化合价为：

［0-（+2×3）］÷2=-3价；镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的文字表达式是：镁+二氧化碳碳+氧化镁；(3)由于本实验中镁与氮气和二氧化碳发生了反应，导致实验失败。故通过以上探究，觉得要使实验成功，选择的反应物应符合的条件是：反应物只和氧气反应。