Question

1．某校研究性學習小組用如圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗，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）如圖A儀器的名稱是燒杯，燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是鎂條燃燒消耗了集氣瓶內的氣體，使瓶內的壓強減小．
（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21%．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？
【你的假設】氮氣可能與鎂條反應而減少．
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產物為氮化鎂固體．該反應的文字表達式鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂，該反應類型是化合反應．
（3）通過以上探究，你認為能否用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量？不能簡要說明理由鎂在空氣中燃燒不但消耗氧氣，還會消耗少量的氮氣，使測量結果不準確．

Answer 1

分析 通過審題可知該題根據課本中探究空氣中氧氣含量的實驗裝置改變而成，那么該實驗的原理與課本中的類似，如果鎂只和空氣中氧氣反應，則進入集氣瓶中的水也應該不超過21%，但現象卻是70%，那說明鎂還與空氣中的另一種氣體反應，又知空氣中氮氣所占比例最大，占78%，其次是氧氣占21%；二氧化碳和其它氣體僅占1%左右．通過資料它與氮氣也發生燃燒反應，那說明燃燒不一定需要氧氣．

解答 解：（1）基本儀器之一燒杯；原因同課本中“探究空氣中氧氣含量”實驗原理相同，固體燃燒消耗了集氣瓶內的氣體，使瓶內的壓強減小
   （2）如果只和空氣中氧氣反應那么不會超過21%，因為空氣中氧氣占21%；根據“鎂條在氮氣中能燃燒，產物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體”，可以書寫該反應的文字表達式為鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂，該反應符合“多變一”的特點，故該反應的類型是化合反應．
（3）通過以上探究，不能用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，理由為鎂在空氣中燃燒不但消耗氧氣，還會消耗少量的氮氣，使測量結果不準確．
故答案為：
（1）燒杯；鎂條燃燒消耗了集氣瓶內的氣體，使瓶內的壓強減小；（2）21；
【你的假設】鎂條．【查閱資料】鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂，化合反應．
（3）不能，鎂在空氣中燃燒不但消耗氧氣，還會消耗少量的氮氣，使測量結果不準確．

點評 本題以課本中“用紅磷燃燒來探究空氣中氧氣含量”為基點，換成“鎂在空氣中燃燒”的實驗探究，激發了學生的知識的靈活使用和知識的遷移轉換的思想，達到舉一反三的效果．