Question

20．空气中氧气的含量的测定有多种方法．甲学生设计了如图1所示的实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水进入集气瓶．回答下列问题：

（1）图1实验中盛放过量红磷的原因是使装置中的氧气完全反应，反应结束后，打开止水夹，水自动进入集气瓶的直接原因是氧气消耗，集气瓶中的压强减小．
（2）乙学生用硫粉代替红磷来测定空气中氧气的含量，如图2所示，但是实验没有成功．请你说明实验不能成功的原因是硫燃烧生成二氧化硫气体．
（3）查阅资料得知，镁条在空气中燃烧，不仅能与空气中的氧气反应生成氧化镁，还能与氮气反应生成氮化镁（已知氮化镁中氮元素的化合价为-3价），你认为能否用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量（填“能”或“不能”）不能，这会使测量的结果偏大（填“偏大”“偏小”或“不变”）．
（4）请写出镁条在空气中燃烧的化学反应符号表达式：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO、3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 为了耗尽装置中的氧气，红磷应该足量；
硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体；
镁在空气中和氧气反应生成氧化镁，和氮气反应生成氮化镁．

解答 解：（1）图1实验中盛放过量红磷的原因是使装置中的氧气完全反应；
反应结束后，打开止水夹，水自动进入集气瓶的直接原因是氧气消耗，集气瓶中的压强减小．
故填：使装置中的氧气完全反应；氧气消耗，集气瓶中的压强减小．
（2）实验不能成功的原因是硫燃烧生成二氧化硫气体，导致水不能进入集气瓶．
故填：硫燃烧生成二氧化硫气体．
（3）因为镁能和空气中的氧气、氮气反应，因此不能用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量；
如果利用镁测定氧气的含量，由于镁能和空气中的氮气、氧气反应，会使测量的结果偏大．
故填：偏大．
（4）镁条在空气中燃烧的化学方程式为：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO、3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
故填：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO、3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

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．