Question

9．某化学兴趣小组的同学对空气中氧气的含量进行探究．
【提出问题】空气中氧气的含量是多少？
【查阅资料】
①红磷和白磷都能在空气中燃烧，都生成五氧化二磷，但红磷的着火点（可燃物燃烧所需的最低温度）为240℃，白磷的着火点为40℃．
②氧化钙能与反应生成氢氧化钙，同时放出大量的热，能煮熟鸡蛋．
③生石灰的主要成分是氧化钙．
【设计方案】兴趣小组的同学将一个具有刻度和可滑动活塞的玻璃管（其中有空气和白磷）放在装有生石灰的烧杯的上方（如图所示），用此装置进行实验，请你一同参与．
【进行实验】
①检查图中玻璃管的气密性．其操作步骤、现象和结论是用热毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把热毛巾取走，活塞又回到原刻度
②按图示装好药品后的操作是向烧杯中加入适量的水  该操作的作用是利用水和生石灰反应放出的热量，引燃白磷
【记录现象】实验过程中观察到的现象是白磷燃烧，产生大量白烟玻璃管中的活塞先向右移，后向左移，最后停止在刻度8处
【实验结论】氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$
【实验反思】本实验是对教材实验稍作改进而设计的，其主要优点是实验操作均在密闭容器中进行，减小测量误
【拓展与应用】已知：Mg+O₂$\stackrel{点燃}{→}$MgO，Mg+N₂$\stackrel{点燃}{→}$Mg₃N₂
据此反应能否用镁代替磷测定空气中氧气的体积含量？不能，由此你对氮气的化学性质有何新的认识氮气的化学性质不活泼是相对的，在一定条件下，氮气也能跟其他物质发生化学反．

Answer 1

分析 【进行试验】①根据气体的压强随温度的变化来设计实验进行验证；
②生石灰和水反应放出热量，可以据此解答；
【记录现象】白磷燃烧时产生大量白烟，气体受热膨胀，而使活塞移动，可以据此解答该题；
【实验结论】该实验可以验证氧气在空气中的含量，可以据此解答；
【实验反思】实验在密闭的容器中进行，可以据此解答；
【拓展应用】根据题给信息进行分析．

解答 解：【进行试验】①气体受热压强增大，如果气密性良好，则用热毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把热毛巾取走，活塞又回到原刻；
②生石灰和水反应放出热量，所以按图示装好药品后的操作是想烧杯中加入适量的水，利用水和生石灰反应放出的热量，引燃白磷；
【记录现象】生石灰和水反应放出热量使玻璃管中气体受热膨胀而将活塞向右推动，当温度达到着火点时会引燃白磷，白磷燃烧时产生大量白烟，消耗氧气，冷却后会发现活塞向左移动，；
【实验结论】该实验可以验证氧气在空气中的含量，根据实验现象可以得出氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$的结论；
【实验反思】实验在密闭的容器中进行，能够减少测量误差；
【拓展应用】镁能够和氮气反应，使测量的结果不准确由此可以得出氮气的化学性质不活泼是相对的，在一定条件下，氮气也能跟其他物质发生化学反应．
故答案为：【进行实验】①用热毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把热毛巾取走，活塞又回到原刻度；
②向烧杯中加入适量的水   利用水和生石灰反应放出的热量，引燃白磷．
【记录现象】白磷燃烧，产生大量白烟 玻璃管中的活塞先向右移，后向左移，最后停止在刻度8处；
【实验结论】氧气约占空气总体积的$\frac{1}{5}$；
【实验反思】实验操作均在密闭容器中进行，减小测量误差
【拓展与应用】不能  氮气的化学性质不活泼是相对的，在一定条件下，氮气也能跟其他物质发生化学反应

点评 本题主要考查用白磷测定空气组成的实验原理、操作、现象、结论和注意事项，难度稍大．