Question

【題目】某化學興趣小組的同學對空氣中氧氣的含量進行探究。

（提出問題）空氣中氧氣的含量是多少?

（查閱資料）① 紅磷和白磷都能在空氣中燃燒，都生成五氧化二磷，但紅磷的著火點(可燃物燃燒所需的最低溫度)為240℃，白磷的著火點為40℃。

② 氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣，同時放出大量的熱，能煮熟雞蛋。

③ 生石灰的主要成分是氧化鈣。

（設計方案） 興趣小組的同學將一個具有刻度和可滑動活塞的玻璃管(其中有空氣和白磷)放在裝有生石灰的燒杯的上方(如圖所示)，用此裝置進行實驗，請你一同參與。

（進行實驗）① 檢查圖中玻璃管的氣密性。其操作步驟、現象和結論是_____________。

②按圖示裝好藥品后的操作是____________，該操作的作用是______________。

（記錄現象）實驗過程中觀察到的現象是______________。寫出氧化鈣能與水反應生成氫氧化鈣的化學方程式___________。

（實驗結論）________________。

（實驗反思）本實驗是對教材實驗稍作改進而設計的，其主要優點是_____________。

（拓展與應用）已知Mg+O2MgO，Mg+N2Mg2N2，據此反應能否用鎂代替磷測定空氣中氧氣的體積含量?_________。由此你對氮氣的化學性質有何新的認識______________。

Answer 1

【答案】用熱毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把熱毛巾取走，活塞又回到原刻度 向燒杯中加入適量的水 利用水和生石灰反應放出的熱量，引燃白磷 白磷燃燒，產生大量白煙活塞先向右移，后向左移最終留在8刻度處 CaO+H2O=Ca(OH)2 氧氣約占空氣總體積的1／5 實驗操作均在密閉容器中進行，不需要打開活塞減小測量誤差。 不能 氮氣的化學性質不活潑是相對的，在一定條件下，氮氣也能跟其他物質發生化學反應

【解析】

① 檢查圖中玻璃管的氣密性可用熱毛巾捂住玻璃管，若氣密性好的話，活塞會右移，當把熱毛巾取走，活塞又回到原刻度，故填：用熱毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把熱毛巾取走，活塞又回到原刻度；

②按圖示裝好藥品后，開始向燒杯中加水，因為水可以和生石灰反應，生成氫氧化鈣，該反應放熱，可以引燃白磷；故填：向燒杯中加入適量的水；利用水和生石灰反應放出的熱量，引燃白磷。

[記錄現象]

白磷燃燒會產生大量白煙，放熱，氣體受熱膨脹故活塞會向右移，當冷到室溫之后，氣體體積收縮活塞又會再向左移，玻璃管中開始10mL空氣消耗2mL氧氣，活塞最終留在8刻度處；故填：白磷燃燒產生大量白煙，活塞先向右移，后向左移最終留在8刻度處；氧化鈣與水生成氫氧化鈣化學方程式為：CaO+H2O=Ca(OH)2，故填：CaO+H2O=Ca(OH)2

[實驗結論]

氧氣約占空氣中體積分數為1／5；故填：氧氣約占空氣總體積的1／5

[實驗反思]

本實驗與教材實驗不同之處在于，教材實驗需打開活塞點燃紅磷然后再放入裝置內，本實驗的優點在于實驗操作均在密閉容器中進行，不需要打開活塞減小測量誤差；故填：實驗操作均在密閉容器中進行，不需要打開活塞減小測量誤差。

[拓展與應用]

因為鎂可以和空氣中的氮氣發生反應，如果用鎂代替磷，測得空氣中氧氣體積分數會偏大，故不能用鎂代替磷，這也反映了氮氣的化學性質不活潑是相對的，在一定條件下，氮氣也能跟其他物質發生化學反應，故填：不能：氮氣的化學性質不活潑是相對的，在一定條件下，氮氣也能跟其他物質發生化學反應。