题目内容
【题目】某同学在学习了拉瓦锡测空气中氧气含量的测定方法后，自己设计如图所示的装置，用来测空气中氧气的含量。该同学的实验步骤如下：
①将图中的集气瓶分为5等份，并做好标记；
②将导管上的止水夹夹紧，在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入瓶内，塞紧橡皮塞；
③充分反应后，冷却到室温，打开止水夹。
请回答下列问题：
（1）实验中红磷需稍过量，目的是_______________。
（2）步骤③中打开止水夹后观察到的现象是______________。
（3）该实验可推论出氮气_______（填“难”或“易”）溶于水和其化学性质________（填“活泼”或“不活泼”）的结论。
（4）实验中最终气体减少的体积常常小于拉瓦锡测定的1/5，从装置和操作的失误分析，其原因可能是__________（写出一条即可）。
（5）请写出磷燃烧的符号表达式_____________________。
【答案】充分消耗氧气 水沿导气管进入集气瓶，并约占瓶内气体体积的五分之一 难 不活泼 红磷不足/装置漏气/未冷却到室温就打开止水夹等 P+O2
P2O5
【解析】
红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷。
（1）红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷，实验中红磷需稍过量，目的是充分消耗氧气。
（2）红磷消耗掉集气瓶中的氧气，压强变小，外界压强较大，会倒吸，步骤③中打开止水夹后观察到的现象是水沿导气管进入集气瓶，并约占瓶内气体体积的五分之一。
（3）氮气化学性质稳定，不参与反应，故该实验可推论出氮气难溶于水和其化学性质不活泼的结论。
（4）实验中最终气体减少的体积常常小于拉瓦锡测定的1/5，从装置和操作的失误分析，其原因可能是红磷不足/装置漏气/未冷却到室温就打开止水夹等。
（5）磷在氧气中点燃生成五氧化二磷，燃烧的符号表达式P+O2
P2O5。
【题目】甲乙两化学兴趣小组的同学按课本上的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验（如图甲所示），但测出的氧气的体积分数存在误差。
请你参与探究：
甲组测出氧气的体积分数小于五分之一
（提出问题）造成误差的原因是什么？如何改进课本上的实验装置？
（查阅资料）红磷、白磷的一些性质如下表：
颜色、状态 | 熔点/℃ | 着火点/℃ | 密度（g/cm3） | |
红磷 | 暗红色固体 | 590 | 240 | 2.34 |
白磷 | 白色或黄色固体 | 44.1 | 40 | 1.82 |
（猜想与假设）
A同学：可能是导管内原含有空气，后来留有吸入的水，影响实验的准确性。
B同学：可能是瓶内残留气体中还有氧气。
（1）你还能作出的猜想是____________________________。
（交流与讨论）
他们对课本上的实验装置进行了图乙所示的改进（其他仪器忽略）。
（2）与课本上的实验装置相比较，该装置的一个优点是 _______________。
（3）能得出空气中氧气约占五分之一体积的实验现象是 _______________。
乙组同学从课本镁条燃烧实验得到启发，用镁代替红磷，实验完毕，冷却后进入水的体积远大于总容积的1/5。
（猜想与假设）可能镁条与氮气发生了反应
（设计实验）
为检验镁条能否在N2中燃烧，兴趣小组展开如下探究：
①组装仪器（图1，钟罩下端无底），检查气密性：向水槽中加水，观察现象；
②将足量白磷在空气中点燃后，迅速伸入钟罩内，塞紧橡皮塞；
③待钟罩内水面不再变化时，向水槽中加水，使水槽中液面与钟罩内液面相平；
④打开橡皮塞，将燃着的螺旋状镁条迅速伸入钟罩内，塞紧橡皮塞（图2），观察液面变化；
（交流讨论）
（4）步骤①气密性良好的现象是________________________；
（5）步骤②目的是_____________________________________；
（6）步骤④观察到_____________________现象，说明镁条与氮气反应。
（结论）除氧气外，镁条还能与氮气反应。
（反思）乙组小罗同学认为只进行图2实验，当钟罩内进入水的体积大于总容积的1/5，就能说明镁与氧气、氮气都发生了反应，对此观点你认为是否正确_______，并说明理由__________________ 。
（拓展）①镁与氮气反应生成氮化镁（Mg3N2），由于氧气比氮气活泼，所以镁燃烧生成的氮化镁质量比氧化镁_______（大、小）。
②8g镁在空气中燃烧，若有30%的镁生成氮化镁，计算氮化镁的质量__________（写出计算过程）。
