Question

20．某課外活動小組在學習了書本“空氣中氧氣含量的測定”實驗，知道五氧化二磷不能隨便排放在空氣中，否則會對空氣造成污染，所以對該實驗進行了改進：在由兩個注射器組成的密閉系統內共有50mL空氣，如圖．然后給裝有紅磷的玻璃管加熱．同時交替推動兩個注射器的活塞，至玻璃管內的紅磷變成白煙，且較長時間內無進一步變化時停止．停止加熱后，待冷卻至室溫將氣體全部推至一個注射器內
請根據你對上述實驗的理解，回答下列問題：
（1）實驗結束后，注射器內的氣體體積理論上應該減少約10 mL．
（2）在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器的目的是使空氣中的氧氣與銅充分反應．寫出該反應的文字表達式氧氣+銅$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅．
（3）已知：鎂+氧氣$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂（固體）鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$ 氮化鎂（固體）．根據上述反應，想一想，能否用鎂代替紅磷來測定空氣中氧氣的含量？不能（填“能”或“不能”），為什么？因為鎂在空氣中燃燒時，與氧氣、氮氣都能夠發生反應，這樣進入集氣瓶內水的體積必然大于氧氣的體積．

Answer 1

分析 （1）根據空氣的組成可以知道，氧氣約占空氣體積的五分之一，所以小紅實驗過程中出現的現象是密閉容器內氣體的體積約減少5mL，可以據此解答．
（2）該反應中銅與氧氣在加熱條件下反應生成氧化銅，可以據此解答．在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩注射器的目的是使空氣中的氧氣與銅充分反應可以據此解答．
（3）鎂能和空氣中的多種物質發生化學反應，因此不能用作測定空氣中氧氣含量的物質．

解答 解：（1）根據空氣的組成可以知道，氧氣約占空氣體積的五分之一，所以小紅實驗過程中出現的現象是密閉容器內氣體的體積約減少10mL．故填：10；
（2）在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩注射器的目的是使空氣中的氧氣與銅充分反應；該反應中銅與氧氣在加熱條件下反應生成氧化銅，該反應的文字表達式為：氧氣+銅$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅．故填：使空氣中的氧氣與銅充分反應；氧氣+銅$\stackrel{加熱}{→}$氧化銅；
（3）不能用鎂代替紅磷測定空氣中氧氣的含量，這是因為鎂在空氣中燃燒時，與氧氣、二氧化碳和氮氣都能夠發生反應，這樣進入集氣瓶內水的體積必然大于氧氣的體積，會導致測定的氧氣含量偏高．
故填：不能；因為鎂在空氣中燃燒時，與氧氣、氮氣都能夠發生反應，這樣進入集氣瓶內水的體積必然大于氧氣的體積．

點評 本題主要考查用銅絲和紅磷測定空氣組成的實驗原理、操作、現象、結論和注意事項，難度稍大．