Question

19．某校研究性學習小組用右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容積的70%．
（1）燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原因是鎂條燃燒消耗了集氣瓶中的氣體，瓶內氣壓降低，外界氣壓將水壓入瓶中．
（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$\frac{1}{5}$（用分數表示）．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還有氮氣
（3）集氣瓶底放少量細沙的原因是防止反應產生的高溫熔融物使集氣瓶底炸裂．

Answer 1

分析 （1）鎂燃燒消耗瓶內氣體生成固體物質，瓶內氣體減少，壓強減小；
（2）氧氣約占空氣體積分數的21%，而氮氣占78%，從而可判斷只消耗氧氣時，氣體減少原體積的21%；而氣體減少達70%時，大部分氣體被消耗，說明減少的氣體已不完全為氧氣了，還應消耗了占空氣78%的部分氮氣；
（3）根據集氣瓶底放少量細沙的原因是防止反應產生的高溫熔融物使集氣瓶底炸裂解答．

解答 解：（1）鎂條燃燒時會與空氣中的氧氣反應生成固體氧化鎂，致使瓶內氣體減少壓強減小，水在大氣壓作用下進入瓶中；
（2）由于氧氣只占空氣體積的21%，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，瓶內氣體只能減少原體積的$\frac{1}{5}$，所以進入水的體積最多不超過其容積的$\frac{1}{5}$；實驗中進入瓶中水的體積達70%，說明反應消耗空氣的體積為70%，因此已不是僅消耗氧氣了，還應消耗部分氮氣；
故答案為：
（1）鎂條燃燒消耗了集氣瓶中的氣體，瓶內氣壓降低，外界氣壓將水壓入瓶中；
（2）$\frac{1}{5}$；氮氣；
（3）防止反應產生的高溫熔融物使集氣瓶底炸裂

點評 根據對空氣組成成分的認識，利用鎂的性質及題中資料信息考查獲得信息解決問題的能力．