Question

【題目】某班同學用右圖裝置測定空氣里氧氣的含量。先用彈簧夾夾住膠管，點燃紅磷，伸入瓶中并塞上瓶塞。紅磷燃燒的化學方程式是。 待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察集氣瓶內水面變化情況。實驗完畢，甲同學的集氣瓶內水面上升明顯小于瓶內空氣體積的1/5，乙同學的瓶內水面上升明顯大于瓶內空氣體積的1/5。下列對這兩種現象解釋合理的是 (填編號)。

①甲同學可能使用紅磷的量不足，瓶內氧氣沒有消耗完
②甲同學可能實驗前未檢查裝置的氣密性，裝置漏氣
③乙同學可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時瓶內部分空氣受熱從導管逸出
④乙同學可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內部分空氣受熱逸出
興趣小組同學又用下圖裝置測定空氣里氧氣的含量，他們把紅磷換成鎂條在集氣瓶中燃燒，冷卻后打開止水夾，發現進入集氣瓶中的水的體積約占集氣瓶容積的70%，他們的實驗操作規范無誤。請和他們一起分析：

①該實驗中，在集氣瓶底部鋪一層細沙的目的是。
②如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的 %，此反應的化學方程式是。現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據空氣的組成可推出減少的氣體中一定還有。

Answer 1

【答案】4P ＋ 5O2 2P2O5；①②③④；防止高溫物質落下炸裂瓶底；21；2Mg ＋ O2 2MgO；氮氣(或N2)
【解析】 (1)紅磷燃燒生成五氧化二磷，其反應的化學方程式為：4P ＋ 5O2 2P2O5；

①甲同學可能使用紅磷的量不足，瓶內氧氣沒有消耗完，測定的結果小于五分之一；②甲同學可能未塞緊瓶塞，紅磷熄滅冷卻時外界空氣進入瓶內，測定的結果小于五分之一；③乙同學可能沒夾緊彈簧夾，紅磷燃燒時瓶內部分空氣受熱從導管逸出．測定的結果大于五分之一；

④乙同學可能插入燃燒匙太慢，塞緊瓶塞之前，瓶內部分空氣受熱逸出，測定的結果大于五分之一；由以上分析可知，①②③④符合題意； (2)①鎂條燃燒放出大量的熱，所以瓶底鋪細沙的原因是防止瓶底受熱不均而破裂（防止高溫物質落下炸裂瓶底）；
②氧氣約占空氣體積的21%，所以若鎂只和氧氣反應，水進入集氣瓶的體積不會超過21%，而題中的實驗結果為進入了約70%，所以結合空氣的成分可以知道鎂條可能是與氮氣也發生了反應，鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂，其反應的化學方程式為：2Mg ＋ O2 2MgO。

【考點精析】本題主要考查了空氣的成分及各成分的體積分數的相關知識點，需要掌握空氣是混合物：O2約占1/5，可支持燃燒；N2約占4/5，不支持燃燒，也不能燃燒，難溶于水才能正確解答此題．