题目内容
【题目】某化学兴趣小组对教材中“测定空气中氧气含量”的实验(见图1)进行了大胆改进(见图2)，选用容积为30 mL的18 × 180 mm的试管作反应容器进行实验，收到了良好的效果(夹持装置未画出)。请你对比分析下面图1、图2的实验，回答下列问题:
（1）某同学用图1装置进行验证，实验后发现气体减少的体积小于五分之一，原因可能是____________________。
（2）图2实验的操作步骤如下:
①点燃酒精灯;
②撤去酒精灯，待试管冷却后松开弹簧夹;
③将足量红磷平装入试管中，将注射器活塞置于10 mL刻度处，并按图2中所示的连接方式固定好，再用弹簧夹夹紧橡皮管;
④读取注射器活塞处的数据。
你认为正确的实验操作顺序是____________(填序号)。
（3）图2实验中，注射器活塞将从10 mL刻度处慢慢前移至约___________mL刻度处才停止，若上述步骤③中未用弹簧夹夹紧橡皮管，其他步骤不变，则实验过程中针筒注射器的活塞将怎么移动_________________，最终活塞停在______mL刻度处。
（4）对照图1实验，你认为图2实验的优点是(回答一点即可)________________________。
【答案】红磷的量不足或装置漏气等 ③①②④ 4 先向右再向左 2 装置始终密闭，没有气体逸出或不会造成污染或实验结果更准确
【解析】
（1）某同学用图Ⅰ装置进行验证，实验后发现气体减少的体积小于五分之一，可能造成这样结果的原因有：红磷的量不足、装置漏气等；
（2）从仪器的组装实验的进行以及结论的形成等环节可知：图Ⅱ实验正确的实验操作顺序应是：③①②④；
（3）图Ⅱ实验中，消耗氧气体积为：30mL
=6mL，因此注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为4刻度处才停止；若上述步骤③中，未用弹簧夹夹紧橡皮管，其他步骤不变，则实验过程中由于磷燃烧放热，造成装置内的气体体积膨胀，注射器的活塞将先向右移动，反应结束后，氧气被耗尽，随着温度的降低，由于装置内的压强减小，因此后向左移动；消耗氧气体积为：(30mL+10mL)=8mL，因此注射器活塞将从10mL刻度处慢慢前移到约为2刻度处才停止；
（4）图2实验的优点是：装置始终密闭，没有气体逸出；不会造成污染；实验结果更准确。
【题目】某研究学习小组欲测定石灰石中碳酸钙的质量分数，采用的方法如下：取该石灰石样品20g，把80g稀盐酸分四次加入，实验过程所得数据如下表（已知石灰石样品中含有的杂质不溶于水，不与稀盐酸反应）。根据实验数据计算：
实验次数 | 加入稀盐酸的质量/g | 剩余固体的质量/g |
1 | 20 | 15 |
2 | 20 | 10 |
3 | 20 | 6.8 |
4 | 20 | 6.8 |
（1）四次实验中，第________次石灰石中碳酸钙有剩余，第____次实验中盐酸有剩余。
（2）样品中碳酸钙的质量分数是________。
（3）20g这种样品与足量稀盐酸反应后可产生二氧化碳的质量是多少________？（精确到0.1g）
【题目】某小组做课本实验5-2（即镁在空气中燃烧）时，发现生成物中有少许黑色固体，针对这一现象，他们开展了以下探究，请仔细阅读并完成探究报告。
（探究目的）探究黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的。
（分析猜想）分析空气中各种成分，寻找猜想依据：
空气成分一：氧气； 空气成分二：水蒸气；
空气成分三：氮气； 空气成分四：二氧化碳；
空气成分五：稀有气体：化学性质很稳定，一般不与其它物质反应。
（实验一）镁带与氧气的反应
（一）制取氧气并探究氯酸钾和二氧化锰制氧气的实验中反应物与催化剂的最佳质量比。
实验中采用如图1、2所示装置，取20g氯酸钾，分成10等份，每份2g，分别装入10支试管中。在10支试管中分别加入不同质量的二氧化锰，分别测量二氧化锰与氯酸钾在不同质量比时，生成200mL氧气所消耗的时间。实验记录的数据如表：
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
二氧化锰的质量/g | 0.1 | 0.2 | 0.33 | 0.4 | 0.5 | 0.66 | 1 | 1.3 | 2 | 3 |
二氧化锰与氯酸钾的质量比 | 1：20 | 1：10 | 1：6 | 1：5 | 1：4 | 1：3 | 1：2 | 2：3 | 1：1 | 3：2 |
生成200mL氧气时间/秒 | 235 | 186 | 162 | 147 | 133 | 117 | 143 | 160 | 211 | 244 |
请回答下列问题：
（1）请写出该实验中发生反应的化学方程式：___________；
（2）为了完成本实验，方框内应选择图2气体收集装置中的_____（填字母）；
（3）分析上述数据，你认为利用此法制氧气，二氧化锰与氯酸钾的最佳质量比为____；
（4）分析上表数据，结合影响化学反应速度的因素分析，当二氧化锰与氯酸钾的质量比高于最佳质量比时，反应速度变低的原因是___________。
（二）燃烧镁带，观察现象
将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛满氧气的集气瓶中，产生大量白烟，生成白色固体。
实验结论：镁与氧气反应生成白色的氧化镁。
（实验二）镁带与水蒸气的反应
实验装置如下图所示：
（1）装置A中放入几粒沸石或碎瓷片的目的是_________；
（2）实验开始时，应先点燃A处酒精灯，等观察到水沸腾后，再点燃B处酒精灯，这样做的目的是__________；
（3）生成的气体通入肥皂液中，用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣声，稍后有肥皂泡飘到空中，说明生成的气体是_______；
实验结论：镁粉能和水蒸气反应，但装置B中并没有产生黑色固体。
（实验三）镁带与氮气的反应
（一）获取氮气：
方法1：工业上把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气，这是利用液氧、液氮的________（填具体的物理性质）不同。
方法2：以下是获取氮气的方法及装置（装置中使用的固体药品均过量），其中得到氮气较纯的是____________（填字母）。
（二）燃烧镁带，观察现象
将0.72g打磨光亮的镁带在氮气中充分燃烧，实验结束后，集气瓶内壁附着一层淡黄色的固体，称得其质量为1.00g。
实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁，试根据数据求出氮化镁的化学式为___________（写出计算过程）。
（探究结论）根据以上信息，可以推理得出镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中的二氧化碳反应产生的，该黑色固体是__________（写出化学式）。
