Question

13．为测定空气中氧气的含量，某兴趣小组的同学选用了40mL的试管作反应容器（如图）和量程体积足够大且润滑效果很好的针筒注射器，将足量的白磷放入试管后，用橡皮塞塞紧试管，并夹紧弹簧夹．用酒精灯加热白磷，燃烧结束后，等到试管冷却后松开弹簧夹，观察现象．
①正式开始实验前，应先检查装置气密性．
②若实验成功，实验后，可以观察到针筒活塞会从原来的20mL刻度处慢慢向左移到约C刻度处．
A．4mL     B．8mL      C．12mL      D．16mL
③下列实验操作，对实验结果有影响的是AB
A．装置有点漏气    B．白磷的量不足    C．用干燥的红磷代替白磷做实验
（2）小婧同学学习化学后知道，镁在氧气中燃烧会生成白色的氧化镁固体．但她在空气中点燃镁条时，却发现在生成的白色固体中还夹杂着少量的淡黄色固体．
[提出问题]为什么会生成淡黄色固体？
[查阅资料]小婧查阅资料，发现Mg₃N₂为淡黄色．
[提出猜想]小婧认为淡黄色固体可能是由镁与空气中的氮气（或N₂）反应生成的．
[实验探究]小婧设计实验证实了自己猜想，她的实验方案是将点燃的镁条伸人充满氮气的集气瓶中，观察是否生成淡黄色的固体．
[实验结论]根据小婧的实验结果，写出镁条在空气中燃烧时两个反应的化学方程式：2Mg十O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
[反思与评价]通过上述实验，你对燃烧有有什么新的认识？燃烧不一定要有氧气参加．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理分析实验前的操作．根据空气中氧气的体积分数计算分析；根据实验的原理及注意事项分析有关的操作对实验结果的影响；
（2）[提出猜想]根据空气的成分和固体的颜色判断淡黄色固体的来源；
[实验探究]根据在纯氧气中燃烧镁条只生成白色固体，在纯氮气中燃烧镁条只生成淡黄色色固体，可采取分别在纯氧气和纯氮气中燃烧镁条，观察现象的方法；
[实验结论]根据反应的反应物、生成物和反应条件书写方程式；
[反思与评价]根据镁可以在氮气中燃烧这一特殊性质分析回答．

解答 解：（1）①在该实验中利用白磷燃烧生成了五氧化二磷固体，消耗了试管内空气中氧气，根据体积的减小来测定空气中氧气的含量．要想实验成功，装置的气密性必需是好的．在正式开始实验前操作的主要目的是：检查装置的气密性．
②由于空气中氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$，所以试管内密封的40mL的空气中氧气约占8mL．所以，实验后，可以观察到针筒活塞会从原来的20mL刻度处慢慢向左移到约12mL处，内外压强相等．
③A．装置有点漏气，使测定的结果不准确；
 B．白磷的量不足，不能将氧气全部消耗掉，使测定的结果偏小；
 C．红磷、白磷都与氧气反应生成了五氧化二磷，对实验结果几乎没有影响．
（2）[提出猜想]空气中含有氮气，在空气中点燃镁条时，生成的白色固体物质中夹杂着少量的淡黄色固体，而氮化镁为淡黄色，所以淡黄色的固体可能是镁与空气中的氮气反应生成的．
[实验探究]由于在纯氧气中燃烧镁条只生成白色固体氧化镁，在纯氮气中燃烧镁条只生成淡黄色色固体氮化镁，分别在纯氧气和纯氮气中燃烧镁条，观察现象的方法．
[实验结论]镁和氧气在点燃的条件下燃烧生成氧化镁，方程式为：2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；镁和氮气在点燃的条件下反应生成氮化镁，方程式：3Mg+N₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
[反思与评价]一般情况下，氧气有助燃性，可以支持燃烧，而该题中显示镁在氮气中也可以燃烧，所以启示为：物质不一定只在氧气中才能燃烧或氮气通常不支持燃烧，但有时也能支持某些物质的燃烧．
答案：
（1）①检查装置气密性；  C；  AB
（2）[提出猜想]、氮气（或N₂）
[实验探究]将点燃的镁条伸人充满氮气的集气瓶中，观察是否生成淡黄色的固体；
[实验结论]2Mg十O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂
[反思与评价]燃烧不一定要有氧气参加（其他合理答案均可）．

点评 本题通过实验的创新，考查了我们分析问题的能力．在解答时，善于抓住题目的要点，才能使解答明晰不乱．