19.

甲乙兩化學興趣小組的同學按課本上的實驗裝置做“測定空氣中氧氣的體積分數”實驗(如圖甲所示),但測出的氧氣的體積分數存在誤差.
請你參與探究:
甲組測出氧氣的體積分數小于五分之一
【提出問題】造成誤差的原因是什么?如何改進課本上的實驗裝置?
【查閱資料】紅磷、白磷的一些性質如下表:
| 顏色、狀態 | 熔點/℃ | 著火點/℃ | 密度(g/cm3) |
紅磷 | 暗紅色固體 | 590 | 240 | 2.34 |
白磷 | 白色或黃色固體 | 44.1 | 40 | 1.82 |
【猜想與假設】
A同學:可能是導管內原含有空氣,后來留有吸入的水,影響實驗的準確性.
B同學:可能是瓶內殘留氣體中還有氧氣.
(1)你還能作出的猜想是集氣瓶未冷卻至室溫就打開了彈簧夾.
【交流與討論】
他們對課本上的實驗裝置進行了圖乙所示的改進(其他儀器忽略).
(2)與課本上的實驗裝置相比較,該裝置的一個優點是確保裝置不漏氣.
(3)能得出空氣中氧氣約占五分之一體積的實驗現象是左邊液面上升至“1”刻度處.
乙組同學從課本鎂條燃燒實驗得到啟發,用鎂代替紅磷,實驗完畢,冷卻后進入水的體積遠大于總容積的1/5.
【猜想與假設】可能鎂條與氮氣發生了反應
【設計實驗】
為檢驗鎂條能否在N
2中燃燒,興趣小組展開如下探究:
①組裝儀器(圖1,鐘罩下端無底),檢查氣密性:向水槽中加水,觀察到表面皿上浮現象,說明氣密性良好;
②將足量白磷在空氣中點燃后,迅速伸入鐘罩內,塞緊橡皮塞;
③待鐘罩內水面不再變化時,向水槽中加水,使水槽中液面與鐘罩內液面相平;
④打開橡皮塞,將燃著的螺旋狀鎂條迅速伸入鐘罩內,塞緊橡皮塞(圖2),觀察液面變化;

【交流討論】
(4)步驟①氣密性良好的現象是表面皿上浮;
(5)步驟②目的是對比實驗;
(6)步驟④觀察到現象,說明鎂條與氮氣反應.
【結論】除氧氣外,鎂條還能與氮氣反應.
【反思】乙組小羅同學認為只進行圖2實驗,當鐘罩內進入水的體積大于總容積的$\frac{1}{5}$,就能說明鎂與氧氣、氮氣都發生了反應,對此觀點你認為是否正確并說明理由不正確,可能是實驗誤差造成的.
【拓展】①鎂與氮氣反應生成氮化鎂(Mg
3N
2),由于氧氣比氮氣活潑,所以鎂燃燒生成的氮化鎂質量比氧化鎂小(大、小).
②8g鎂在空氣中燃燒,若有30%的鎂生成氮化鎂,計算氮化鎂的質量(寫出計算過程).