Question

14．某科學興趣小組查閱資料得知鎂可在氧氣中燃燒生成氧化鎂，可在氮氣中燃燒生成氮化鎂，于是設計了如下方案進行驗證．
步驟1：用盛水的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發皿、橡皮塞等裝配成如圖所示的裝置．另準備一只有一根銅絲穿過的橡皮塞，銅絲末端固定一根鎂條．
步驟2：引燃燃燒匙中足量的紅磷，塞好橡皮塞．待充分冷卻，觀察到廣口瓶內水面上升的體積約占原瓶內水面上方空間的$\frac{1}{5}$左右．
步驟3：往水槽中加水使廣口瓶內外水面相平．點燃鎂條，更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內繼續燃燒，發出紅光，放出熱量．待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升．
（1）步驟2的目的是除去瓶中的氧氣．
（2）在步驟3“待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升”是由于瓶內氣壓小于（選填“大于”“小于”或“等于”）外界氣壓．
（3）根據上述實驗和你所學的知識，請寫出鎂在空氣中燃燒時的文字表達式：鎂+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂；鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂．
（4）拓展應用
①通過該實驗可知，不能（填“能”或“不能”）用鎂條代替紅磷測定空氣中氧氣的體積分數，若使用鎂條，則測得結果偏大（填“偏大”或“偏小”）；
②由此實驗可知，選取代替紅磷測定空氣中氧氣的體積分數的可燃物應具有的條件為不能和空氣中除氧氣以外的物質反應，并且生成物不能是氣體．

Answer 1

分析 （1）紅磷和氧氣反應生成五氧化二磷；
（2）鎂能和氧氣反應生成氧化鎂，能和氮氣反應生成氮化鎂；
（3）根據反應物、生成物、反應條件可以書寫反應的文字表達式；
（4）選取代替紅磷測定空氣中氧氣的體積分數的可燃物應具有的條件為不能和空氣中除氧氣以外的物質反應．

解答 解：（1）步驟2的目的是除去瓶中的氧氣．
故填：除去瓶中的氧氣．
（2）在步驟3“待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升”是由于瓶內氣壓小于外界氣壓．
故填：小于．
（3）鎂能和氧氣反應生成氧化鎂，能和氮氣反應生成氮化鎂，反應的文字表達式為：鎂+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂，鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂．
故填：鎂+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂；鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂．
（4）①通過該實驗可知，不能用鎂條代替紅磷測定空氣中氧氣的體積分數，若使用鎂條，則測得結果偏大．
故填：不能；偏大．
②由此實驗可知，選取代替紅磷測定空氣中氧氣的體積分數的可燃物應具有的條件為不能和空氣中除氧氣以外的物質反應，并且生成物不能是氣體．
故填：不能和空氣中除氧氣以外的物質反應，并且生成物不能是氣體．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．