Question

【題目】某校學習小組用如圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒測定空氣中氧氣的體積分數，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%．

(1)為了確保實驗成功，首先應__________．燃燒、冷卻后打開止水夾，水進入集氣瓶．

(2)如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的__________%．現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣．

【發現問題】氮氣是怎樣減少的呢？

【假設一】氮氣易溶于水．

【假設二】________________．

【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產物為氮化鎂(Mg3N2)固體．氮化鎂中氮元素的化合價為_______________．鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應的文字表達式是___________．

(3)通過以上探究，你覺得要使實驗成功，選擇的反應物應符合的條件是：__________．

Answer 1

【答案】 )檢查裝置的氣密性 21% 鎂條和氮氣發生反應 —3 鎂+二氧化碳------碳+氧化鎂 反應物只和氧氣反應

【解析】(1)根據實驗開始前應檢查裝置氣密性進行解答；(2)根據氧氣約占空氣體積的21％解答；【假設二】根據鎂條可能和氮氣發生反應分析解答；【查閱資料】根據化合物中各元素正負化合價代數和為0解答；根據鎂與二氧化碳在點燃的條件下生成碳和氧化鎂解答；(3)根據測定空氣中氧氣含量的實驗時反應物選擇的要求解答。

解：(1)為了確保實驗成功，首先應檢查裝置的氣密性；(2)由于空氣中氧氣約占空氣體積的21％，故如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21％；【假設二】由于進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣，又【假設一】為氮氣易溶于水，故【假設二】為：鎂條和氮氣發生反應；【查閱資料】根據化合物中各元素正負化合價代數和為0可知，氮化鎂中氮元素的化合價為：

［0-（+2×3）］÷2=-3價；鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應的文字表達式是：鎂+二氧化碳碳+氧化鎂；(3)由于本實驗中鎂與氮氣和二氧化碳發生了反應，導致實驗失敗。故通過以上探究，覺得要使實驗成功，選擇的反應物應符合的條件是：反應物只和氧氣反應。