题目内容

学习了空气中氧气的含量测定后，化学兴趣小组的同学对过量的红磷能否消耗完瓶中的氧气表示有疑问．请你参与他们的探究活动，并回答下列的问题：
[提出问题]在空气成分测定中，红磷能消耗完氧气吗？
[作出假设]过量的红磷不能完全消耗氧气．
[设计实验]
（1）在集气瓶底部放少量自来水，并把一束打磨后的细铁丝放入其中，按右图所示进行正确操作．待冷却到室温后打开止水夹，这时观察到的现象是．
（2）几天后，观察到铁丝表面出现红色物质，这是因为铁与瓶内的水和氧气发生反应生成了铁锈．由此可以得出上述假设（填“成立”或“不成立”）．
[反思与评价]小林认为该实验不能证明红磷没有消耗完集气瓶中的氧气，使铁生锈的氧气可能来自于，因为．同学们采取了一种措施，更换了一种试剂，就达到了目的．这种试剂是．
[思维拓展]

（1）写出红磷在空气中燃烧的化学反应的方程式，在这一氧化反应中，氧元素化合价（填“升高”或“降低”），因此氧气具有氧化性．
（2）右图是氢气在氯气中发生燃烧反应的示意图，通过类比、分析，该反应中具有氧化性的物质是（填化学式）．
（3）已知镁在空气中能燃烧生成氧化镁和氮化镁（其中氮为-3价）．
①氮化镁是一种黄色的固体．而镁在空气中燃烧产物基本上是白色的，由此现象可知，在这样的条件下镁更易与空气中的化合．
②通过上述实验及叙述，你对燃烧有什么新的认识？．

解：[设计实验]
（1）根据红磷燃烧的生成物为固体，会使密闭容器的气压明显减小；打开止水夹，水会倒流密闭容器中；水倒流入集气瓶中液面上方体积的五分之一；
故答案为：水倒流入集气瓶中液面上方体积的五分之一；
（2）铁生锈的条件：水和氧气同时存在，生成了铁锈，说明过量的红磷不能完全消耗氧气；故答案为：成立；
[反思与评价]
根据水（自来水）中溶有少量氧气，容器中铁与水中的氧反应生成了铁锈；换一种试剂蒸馏水，就能说明过量的红磷完全消耗了氧气．
故答案为：自来水；水中溶有少量氧气；蒸馏水；
[思维拓展]
（1）根据生锈化学方程式的要求：写配注等，红磷在空气中燃烧的反应方程式为：4P+5O₂ $\text{[math]}$ 2P₂ O₅；
根据氧化剂（反应物）→得电子或共用电子对偏向→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物；
可知在红磷在空气中燃烧的反应中氧元素化合价降低；氧气具有氧化性；
故答案为：4P+5O₂ $\text{[math]}$ 2P₂ O₅；降低；
（2）根据氧化剂（反应物）→得电子→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物；可知氢气在氯气中发生燃烧反应中具有氧化性的物质是：Cl₂；
故答案为：Cl₂；
（3）镁在空气中燃烧产物基本上是白色的氧化镁，由此现象可知，镁更易与空气中的氧气反应；故答案为：O₂；
镁在空气中能燃烧生成氧化镁和氮化镁，可推知镁在氮气中能燃烧，因此燃烧不一定有氧气参加；
故答案为：燃烧不一定有氧气参加．
分析：[设计实验]
（1）根据红磷燃烧的生成物为固体，会使密闭容器的气压明显减小；打开止水夹，水会倒流密闭容器中，进行解答
（2）铁生锈的条件：水和氧气同时存在，生成了铁锈，说明过量的红磷不能完全消耗氧气；
[反思与评价]
根据水（自来水）中溶有少量氧气，容器中铁与水中的氧反应生成了铁锈；换一种试剂蒸馏水，就能说明过量的红磷完全消耗了氧气．
[思维拓展]
（1）根据生锈化学方程式的要求：写配注等，写出反应的化学方程式；根据氧化剂（反应物）→得电子或共用电子对偏向→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物；进行解答；
（2）根据氧化剂（反应物）→得电子→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物；进行解答；
（3）镁在空气中燃烧产物基本上是白色的氧化镁，由此现象可知，镁更易与空气中的氧气反应；
镁在空气中能燃烧生成氧化镁和氮化镁，可推知镁在氮气中能燃烧，因此燃烧不一定有氧气参加．
点评：本题主要考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．