Question

14．某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氧气中燃烧生成氧化镁，可在氮气中燃烧生成氮化镁，于是设计了如下方案进行验证．
步骤1：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置．另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条．
步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞．待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占原瓶内水面上方空间的$\frac{1}{5}$左右．
步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平．点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，发出红光，放出热量．待冷却后广口瓶内水位继续上升．
（1）步骤2的目的是除去瓶中的氧气．
（2）在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于（选填“大于”“小于”或“等于”）外界气压．
（3）根据上述实验和你所学的知识，请写出镁在空气中燃烧时的文字表达式：镁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$氧化镁；镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$氮化镁．
（4）拓展应用
①通过该实验可知，不能（填“能”或“不能”）用镁条代替红磷测定空气中氧气的体积分数，若使用镁条，则测得结果偏大（填“偏大”或“偏小”）；
②由此实验可知，选取代替红磷测定空气中氧气的体积分数的可燃物应具有的条件为不能和空气中除氧气以外的物质反应，并且生成物不能是气体．

Answer 1

分析 （1）红磷和氧气反应生成五氧化二磷；
（2）镁能和氧气反应生成氧化镁，能和氮气反应生成氮化镁；
（3）根据反应物、生成物、反应条件可以书写反应的文字表达式；
（4）选取代替红磷测定空气中氧气的体积分数的可燃物应具有的条件为不能和空气中除氧气以外的物质反应．

解答 解：（1）步骤2的目的是除去瓶中的氧气．
故填：除去瓶中的氧气．
（2）在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于外界气压．
故填：小于．
（3）镁能和氧气反应生成氧化镁，能和氮气反应生成氮化镁，反应的文字表达式为：镁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$氧化镁，镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$氮化镁．
故填：镁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$氧化镁；镁+氮气$\stackrel{点燃}{→}$氮化镁．
（4）①通过该实验可知，不能用镁条代替红磷测定空气中氧气的体积分数，若使用镁条，则测得结果偏大．
故填：不能；偏大．
②由此实验可知，选取代替红磷测定空气中氧气的体积分数的可燃物应具有的条件为不能和空气中除氧气以外的物质反应，并且生成物不能是气体．
故填：不能和空气中除氧气以外的物质反应，并且生成物不能是气体．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．