题目内容

12．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气的含量测定进行再探究．

（一）甲组同学利用某脱氧剂测定空气中氧气含量，兴趣小组进行了如下实验：使用图1装置进行实验．实验前应先进行的操作是检查装置的气密性．
【实验过程】
步骤1：在注射器中放入足量脱氧剂粉末（体积为2mL），封闭．
步骤2：打开弹簧夹，将活塞向右拉至一定距离，关闭弹簧夹．
步骤3：不断轻轻晃动注射器，至活塞位置不再发生变化．
【数据处理】
（1）实验中需要记录的数据是：①注射器原来的空气的体积②反应后注射器活塞进入后显示剩余气体的体积；反应后注射器活塞进入后显示剩余气体的体积．
（2）上述实验测定过程至少需要重复两次，其目的是使测量的结果更准确．
【实验对比】实验室常通过燃烧红磷法测定空气中氧气的含量（装置如图2）．步骤如下：
（1）用弹簧夹夹紧橡皮管；
（2）点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞．
（3）燃烧结束，冷却的室温．
（4）观察并记录水面的变化情况．多次实验发现，集气瓶内上升的水面始终小于瓶内原有空气体积的五分之一．
【拓展研究】查阅资料得知，当空气中氧气的体积分数降至约为7%以下时，红磷不再燃烧．由此可知，燃烧红磷法测定结果不够准确．
【实验评价】与燃烧红磷法相比，脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是不受氧气含量多少的影响，使结果更准确．
（二）乙组同学利用装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%．
（1）图3中A仪器的名称是烧杯．
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氧气和氮气．
【查阅资料】镁条在空气中燃烧，能与氧气反应产物为氧化镁（MgO）固体，也能与氮气反应产物为氮化镁（Mg3N2）固体．
（3）现有24g镁条，在空气中完全燃烧后，生成物的质量应在33.3g与40g（填数值范围）之间．（请写出计算过程）

分析 【数据处理】
使用图2装置进行实验．实验前应先进行的操作是：检查装置的气密性；实验中需要记录的数据是：注射器原来的空气的体积、反应后注射器活塞进入后显示剩余气体的体积；上述实验测定过程至少需要重复两次，其目的是：使测量的结果更准确；本实验成功的关键是：装置要严密；红磷要足量；燃烧结束，冷却的室温，再打开止水夹；由实验探究可知，燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是：氧气含量太少时，可燃物无法燃烧；与燃烧红磷法相比，脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是：不受氧气含量多少的影响，使结果更准确．
（1）根据实验室常用仪器解答；根据气体的压强差进行分析；
（2）因为空气中氮气、氧气所占的体积分数是99%，进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氧气和氮气；氮气和镁在点燃条件下能生成氮化镁．

解答 解：（一）使用图1装置进行实验．实验前应先进行的操作是检查装置的气密性；
【数据处理】使用图2装置进行实验．实验前应先进行的操作是：检查装置的气密性；实验中需要记录的数据是：注射器原来的空气的体积、反应后注射器活塞进入后显示剩余气体的体积；上述实验测定过程至少需要重复两次，其目的是：使测量的结果更准确；故答案为：检查装置的气密性；注射器原来的空气的体积、反应后注射器活塞进入后显示剩余气体的体积；使测量的结果更准确；
（3）【实验对比】本实验成功的关键是：装置要严密；红磷要足量；燃烧结束，冷却的室温，再打开止水夹；故答案为：燃烧结束，冷却的室温；
（4）【拓展研究】【实验评价】由实验探究可知，燃烧红磷法测定结果不够准确的原因的是：氧气含量太少时，可燃物无法燃烧；与燃烧红磷法相比，脱氧剂法测定空气中氧气含量的优点是：不受氧气含量多少的影响，使结果更准确；故答案为：氧气含量太少时，可燃物无法燃烧；不受氧气含量多少的影响，使结果更准确；
（二）（1）图中所给仪器的名称为烧杯；镁条燃烧消耗了氧气，而使瓶内压强小于外界大气压，从而使水进入广口瓶中；则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%；现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氧气和氮气；
设若产物全部为氧化镁时产物的质量为x．
2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO
48                    80
24g                    x
$\frac{48}{24g}=\frac{80}{x}$
解得x=40g
设若产物全部为氮化镁时产物的质量为y．
3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2
72                  100
24g                  y
$\frac{72}{24g}=\frac{100}{y}$
则，解得y=33.3g
通过以上计算可知所得产物质量应在33.3g与40g之间．
答案：
（一）检查装置的气密性；
【数据处理】
（1）注射器原来的空气的体积、反应后注射器活塞进入后显示剩余气体的体积；
（2）使测量的结果更准确；
【实验对比】（3）燃烧结束，冷却的室温；
【实验评价】不受氧气含量多少的影响，使结果更准确．
（二）
（1）烧杯；
（2）21；氧气和氮气；
（3）33.3g与40g．

点评 实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．

练习册系列答案
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