[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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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+5O22P2O5 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。

练习册系列答案

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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