Question

【題目】某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣的含量進行探究。

【提出問題】空氣中氧氣的含量是多少？

【查閱資料】①紅磷和白磷都能在空氣中燃燒，都生成五氧化二磷，但紅磷的著火點(可燃物燃燒所需的最低溫度)為240℃，白磷的著火點為40℃；②氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣，同時放出大量的熱，能煮熟雞蛋；③生石灰的主要成份是氧化鈣。

【設計方案】興趣小組的同學將一個具有刻度和可滑動活塞的玻璃管(其中有空氣和白磷)放在裝有生石灰的燒杯的上方(如圖所示)，用此裝置進行實驗，請你一同參與。

【進行實驗】

①檢查圖中玻璃管的氣密性。

②按圖示裝好藥品后的操作是向燒杯中加入適量的水，該操作的作用是_______________________。

【記錄現象】實驗過程中觀察到的現象是(至少寫三點)_____ ，___________，_____________。

【實驗結論】________________________。

【拓展與應用】已知2Mg+O2點燃2MgO，3Mg+N2點燃Mg3N2， 據此反應能否用鎂代替磷測定空氣中氧氣的體積含量？________________。由此你對氮氣的化學性質有何新的認識______________________________。

Answer 1

【答案】 利用水和生石灰反應放出的熱量，引燃白磷(利用反應放熱達到白磷著火點) 白磷燃燒，產生大量白煙 玻璃管中的活塞先向右移，后向左移 最后大約停止在刻度8處 氧氣約占空氣總體積的1/5(20%) 不能 (氮氣的化學性質不活潑是相對的，)在一定條件下，氮氣也能跟其他物質發生化學反應。

【解析】【進行實驗】②測定空氣成分的原理是物質與氧氣反應導致壓強變小。由于白磷燃燒需要達到一定的溫度，根據資料，白磷燃燒所需的熱量由生石灰與水反應提供，故接下來的步驟是向燒杯中加入適量的水；【記錄現象】白磷燃燒，產生大量的白煙，同時會放出大量的熱，故開始時活塞會向右邊移動，當白磷熄滅，裝置冷卻后，由于消耗了氧氣，導致裝置內的壓強變小，故活塞又會向左移動；由于氧氣約占空氣總體積的1／5，據圖可知空氣的總體積為10ml，故活塞最終停在8ml位置；【實驗結論】該實驗可得出氧氣約占空氣總體積的1／5； 【拓展與應用】由于鎂既能與氧氣還能與空氣中氮氣反應，會導致裝置中的壓強變化很大，故不能用鎂代替；由此可知氮氣也能與氣體的物質發生化學反應。