Question

某校研究性学习小组用图1装置进行镁条在空气中燃烧的实验．当燃烧停止、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%．请回答：

（1）图1A仪器的名称是

 

；冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是

 

．
（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】氮气是怎么减少的呢？
【作出假设】氮气与镁条反应而减少．
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg₃N₂）固体．
【交流反思】通过上述探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识（写一条即可）

 

．
（3）由此实验可知，空气中氮气也能和镁条反应，能否用该方法来测定空气中氧气的含量？

 

（4）法国化学家拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的

1

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．某同学用图2装置进行验证，实验后发现气体减少的体积小于

1

5

，请你帮助这位同学找出两种可能造成这样结果的原因：
①

 

；
②

 

．

Answer 1

考点：空气组成的测定,燃烧与燃烧的条件

专题：空气与水

分析：（1）点燃条件下，镁能和空气中的氧气、氮气反应分别生成氧化镁和氮化镁；
（2）氧气在空气中的体积分数是21%；
【交流反思】通过资料它与氮气也发生燃烧反应，那说明燃烧不一定需要氧气；
（3）考虑空气中氮气也能和镁条反应；
（4）题目要求分析可能造成测量结果小于

1

5

的原因，不仅仅是产生误差，而是强调小于

1

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，所以要围绕偏低的各种可能进行分析．

解答：解：（1）图A仪器的名称是烧杯，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是镁条燃烧消耗气体，导致瓶内压强减少．
（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21%；
【交流反思】通过此实验可知，燃烧不一定需要氧气；氮气也未必不支持燃烧；
（3）由此实验可知，空气中氮气也能和镁条反应，不能用该方法来测定空气中氧气的含量；
（4）空气中氧气含量的测定，对实验的成败注意事项为：要保证药品过量，要保证装置的气密性良好，同时一定要等到温度恢复到室温再打开止水夹让外界液体进入装置内．
所以在分析造成装置造成结果小于

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时，要考虑药品的量可能不足造成没有将氧气完全消耗，同时要考虑装置在药品的足够的情况下因为气密性不好，导致液体不能等体积进入而引起结果偏低．
故答案为：
（1）烧杯；镁条燃烧消耗气体，导致瓶内压强减少．
（2）21%．
【交流反思】燃烧不一定需要氧气；氮气也未必不支持燃烧等．
（3）不能
（4）①红磷的量不足；②装置气密性不好．

点评：实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．