Question

【題目】某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣的含量測定進行再探究．

（1）甲組同學利用某脫氧劑測定空氣中氧氣含量，興趣小組進行了如下實驗：使用圖1裝置進行實驗．實驗前應先進行的操作是 ．
【實驗過程】
步驟1：在注射器中放入足量脫氧劑粉末（體積為2mL），封閉．
步驟2：打開彈簧夾，將活塞向右拉至一定距離，關閉彈簧夾．
步驟3：不斷輕輕晃動注射器，至活塞位置不再發生變化．
【數據處理】
a.實驗中需要記錄的數據是：①②；反應后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積．
b.上述實驗測定過程至少需要重復兩次，其目的是 ．
【實驗對比】實驗室常通過燃燒紅磷法測定空氣中氧氣的含量（裝置如圖2）．步驟如下：
a.用彈簧夾夾緊橡皮管；
b.點燃燃燒匙內的紅磷，立即伸入瓶中并塞緊瓶塞．
c. ．
d.觀察并記錄水面的變化情況．多次實驗發現，集氣瓶內上升的水面始終小于瓶內原有空氣體積的五分之一．
【拓展研究】查閱資料得知，當空氣中氧氣的體積分數降至約為7%以下時，紅磷不再燃燒．由此可知，燃燒紅磷法測定結果不夠準確．
【實驗評價】與燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測定空氣中氧氣含量的優點是 ．
（2）乙組同學利用裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%．
a.圖3中A儀器的名稱是 ．
b.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 %．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有 ．
【查閱資料】鎂條在空氣中燃燒，能與氧氣反應產物為氧化鎂（MgO）固體，也能與氮氣反應產物為氮化鎂（Mg3N2）固體．
現有24g鎂條，在空氣中完全燃燒后，生成物的質量應在（填數值范圍）之間．（請寫出計算過程）

Answer 1

【答案】
（1）檢查裝置的氣密性；注射器原來的空氣的體積；反應后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積；使測量的結果更準確；燃燒結束，冷卻的室溫；不受氧氣含量多少的影響，使結果更準確
（2）燒杯；21；氧氣和氮氣；設若產物全部為氧化鎂時產物的質量為x．
2Mg+O2 2MgO
48 80
24g x

解得x=40g
設若產物全部為氮化鎂時產物的質量為y．
3Mg+N2 Mg3N2
72 100
24g y

則，解得y=33.3g
通過以上計算可知所得產物質量應在33.3g與40g之間．
【解析】解：（1）使用圖1裝置進行實驗．實驗前應先進行的操作是檢查裝置的氣密性；
【數據處理】使用圖2裝置進行實驗．實驗前應先進行的操作是：檢查裝置的氣密性；實驗中需要記錄的數據是：注射器原來的空氣的體積、反應后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積；上述實驗測定過程至少需要重復兩次，其目的是：使測量的結果更準確；所以答案是：檢查裝置的氣密性；注射器原來的空氣的體積、反應后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積；使測量的結果更準確；【實驗對比】本實驗成功的關鍵是：裝置要嚴密；紅磷要足量；燃燒結束，冷卻的室溫，再打開止水夾；所以答案是：燃燒結束，冷卻的室溫；【拓展研究】【實驗評價】由實驗探究可知，燃燒紅磷法測定結果不夠準確的原因的是：氧氣含量太少時，可燃物無法燃燒；與燃燒紅磷法相比，脫氧劑法測定空氣中氧氣含量的優點是：不受氧氣含量多少的影響，使結果更準確；所以答案是：氧氣含量太少時，可燃物無法燃燒；不受氧氣含量多少的影響，使結果更準確；（2）圖中所給儀器的名稱為燒杯；鎂條燃燒消耗了氧氣，而使瓶內壓強小于外界大氣壓，從而使水進入廣口瓶中；則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%；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有氧氣和氮氣；
設若產物全部為氧化鎂時產物的質量為x．
2Mg+O2 2MgO
48 80
24g x

解得x=40g
設若產物全部為氮化鎂時產物的質量為y．
3Mg+N2 Mg3N2
72 100
24g y

則，解得y=33.3g
通過以上計算可知所得產物質量應在33.3g與40g之間．
答案：（1）檢查裝置的氣密性；
【數據處理】a.注射器原來的空氣的體積、反應后注射器活塞進入后顯示剩余氣體的體積；b.使測量的結果更準確；
【實驗對比】燃燒結束，冷卻的室溫；
【實驗評價】不受氧氣含量多少的影響，使結果更準確．（2）a.燒杯；b.21；氧氣和氮氣；c.33.3g與40g．