题目内容
【题目】科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究，并基于证据进行推理分析。
I.用红磷测定空气中氧气的含量
(1)写出红磷在空气中燃烧的化学方程式：___________。
(2)某同学利用图1所示装置进行实验，步骤如下：
①用弹簧夹夹紧胶皮管；
②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞；
③___________；
④观察并记录水面的变化情况。
多次实验发现，集气瓶内水平面上升始终小于1/5。
Ⅱ.用镁条测定空气中氧气的含量
(3)某同学进行图2所示实验时发现，产物中有少许黄色固体。
（提出问题）黄色固体是什么呢?
（查阅资料）①氧化镁为白色固体；
②镁能与空气中的___________反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体；
③氮化镁可与水反应生成氨气。
（做出猜想）黄色固体为Mg3N2
（实验过程）进行图4所示实验：取燃烧产物于烧杯B中，加入适量水，然后用大烧杯罩住小烧杯A和B。
（实验结论）观察到的现象是___________，据此可推断燃烧产物中含氮化镁(Mg3N2)。
（反思交流）进行图2所示实验时，在确保规范操作的前提下，该同学所测得的空气中氧气的体积分数___________(填“大于”“小于”或“等于”)1/5。
Ⅲ.用铁粉测定空气中氧气的含量
(4)某同学利用铁生锈的原理，用铁粉测定空气中氧气的含量，实验装置如图3所示。当烧杯中不再有水进入集气瓶时，该同学停止实验。实验开始和结束时所采集的数据如下表：
实验前的体积 | 实验后的体积 | |
集气瓶内空气 | 烧杯内水 | 烧杯内剩余水 |
250mL | 180.0mL | 129.5mL |
①铁生锈的原理是铁与空气中的___________发生反应。
②实验时该同学不是将铁粉堆在瓶底，而是将铁粉撒在浸润了氯化钠溶液的滤纸条上，再将滤纸条贴在集气瓶内壁，其目的是___________。
③该同学所测得的空气中氧气的体积分数为___________(精确到0.1%)。
④与红磷燃烧法相比，用该法测定空气中氧气含量的主要优点是___________。
Ⅳ.拓展应用
(5)取2.4g镁条在足量O2和N2的混合气体中完全燃烧，所得固体质量为a g，则a的取值范围是3.3<a<___________。
【答案】4P+5O2
2P2O5 待装置冷却后再打开止水夹 氮气（或N2） A烧杯中酚酞变红 大于 氧气和水 增大与氧气的接触面积（或提高反应速率） 20.2% 测量结果更准确（或不需要加热，便于操作） 4
【解析】
Ⅰ
（1）红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，故填4P+5O22P2O5；
（2）
③红磷点燃伸入集气瓶，待反应结束，装置冷却后再打开止水夹，观察并记录水面的变化情况，故填待装置冷却后再打开止水夹；
Ⅱ
（3）
[查阅资料]
②氮化镁中含有氮元素，空气中含有氮气，故填氮气（或N2）；
[实验结论]
氮化镁可与水反应生成氨气，氨气易挥发，溶于水显碱性，能使无色酚酞变红，观察到A烧杯中酚酞变红证明有氨气生成，说明燃烧产物中含有氮化镁，故填A烧杯中酚酞变红；
[反思交流]
红磷燃烧不仅消耗集气瓶内氧气，红磷还和氮气反应生成氮化镁，使得集气瓶内气体减少的体积大于五分之一，故填大于；
Ⅲ
（4）
①铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生的较为复杂的反应，故填氧气和水；
②将铁粉撒在浸润了氯化钠溶液的滤纸条上，再将滤纸条贴在集气瓶内壁，可以增大铁粉与氧气的接触面积，提高反应速率，故填增大与氧气的接触面积（或提高反应速率）；
③氧气的体积分数等于反应消耗的氧气体积除以集气瓶内空气体积，即
×100%=20.2%，故填20.2%；
④与红磷燃烧法相比，用该法测定空气中氧气含量不需要加热，便于操作，空气中减少的气体为氧气，测量结果更准确，故填测量结果更准确（或不需要加热，便于操作）；
Ⅳ
（5）
当2.4g镁在足量氧气中燃烧时，生成氧化镁，根据
可知a=4g，
当2.4g镁在足量氮气中燃烧时，生成氮化镁，根据
可知a≈3.3g，当2.4g镁条在足量O2和N2的混合气体中完全燃烧，所得固体质量应大于3.3g小于4g，故填4。
导学与测试系列答案
新非凡教辅冲刺100分系列答案
【题目】下列实验方案，不能达到相应实验目的的是
A. 图1：探究温度对分子运动快慢的影响 B. 图2：验证质量守恒定律
C. 图3：探究MnO2能否加快H2O2的分解 D. 图4：探究影响物质溶解性的因素
【题目】某兴趣小组同学利用下图所示装置探究燃烧的条件。支管1与支管2用橡胶导管相连，组装好整套装置，检查气密性良好。两个烧杯中分别注入热水和冷水；两支试管中加入少量（绿豆大小）用滤纸吸干水分的白磷，盖上胶塞。
步骤 | 操作 | 现象 |
① | 把两支试管分别放入装有热水和冷水的烧杯中 | 热水烧杯中试管1内白磷燃烧，现象明显，产生大量白烟； |
② | 交换烧杯 | 试管2内白磷不燃烧 |
③ | 用注射器注入氧气 | 试管2内白磷燃烧，现象明显，产生大量白烟； |
④ | 待反应彻底结束后，用注射器注入热水 | 白烟消失 |
（1）实验开始前，检查装置气密性良好的操作与现象是_______。
（2）步骤①中试管2内白磷不燃烧的原因是_______。
（3）对比_______（填实验步骤的序号）可知燃烧需要氧气。
（4）装置中的气球所起作用是_______。
【题目】对比实验是实验探究的重要方法，下列对比实验设计能实现相应实验目的是（ ）
选项 | 实验目的 | 实验设计 | 选项 | 实验目的 | 实验设计 |
A | 探究温度对分 子运动快慢的影响 |
| B | 探究金属活动性 强弱 |
|
C | 探究氧气是燃烧 的必要条件 |
| D | 探究CO2与水 发生反应 |
|
A. A B. B C. C D. D