氮化镁(Mg3N2)是黄绿色疏松粉末，可由镁在氮气中燃烧制得，常用于制作催化剂、特种陶瓷等。为帮助学生认识氮气和金属镁的反应，有老师设计了如表实验：实验目的认识氮气和金属镁的反应实验用品镁条、白磷、截去底部的广口瓶、水槽、带塞子的燃烧匙、酒精灯、火柴实验过程操作①将截去底部的广口瓶放置水槽中，点燃燃烧匙内的白磷，将燃烧匙插入广口瓶中，塞紧瓶塞。观察并记录实验现象。操作②向水槽注水，使广口瓶内外液面持平。操作③揭去瓶塞，将点燃的木条插入广口瓶中。观察并记录实验现象。操作④用铝箔包紧橡皮塞并插上约8cm长的镁条，点燃后立即将其插入广口瓶中，塞紧瓶塞。观察并记录实验现象。请回答下列问题：

1. 氮化镁(Mg₃N₂)是黄绿色疏松粉末，可由镁在氮气中燃烧制得，常用于制作催化剂、特种陶瓷等。为帮助学生认识氮气和金属镁的反应，有老师设计了如表实验：

实验目的	认识氮气和金属镁的反应
实验用品	镁条、白磷、截去底部的广口瓶、水槽、带塞子的燃烧匙、酒精灯、火柴
实验过程	操作①	将截去底部的广口瓶放置水槽中，点燃燃烧匙内的白磷，将燃烧匙插入广口瓶中，塞紧瓶塞。观察并记录实验现象。
	操作②	向水槽注水，使广口瓶内外液面持平。
	操作③	揭去瓶塞，将点燃的木条插入广口瓶中。观察并记录实验现象。
	操作④	用铝箔包紧橡皮塞并插上约8cm长的镁条，点燃后立即将其插入广口瓶中，塞紧瓶塞。观察并记录实验现象。

请回答下列问题：

(1) 操作①可观察到的现象是，反应的符号表达式为。操作④可观察到镁条继续燃烧，液面迅速。

(2) 操作①~③总的目的是为了制得；其中操作①是为了除去，操作②是为了避免。

(3) 操作③中燃着的木条熄灭，可确保操作④中不发生反应。(填符号表达式)

【考点】

空气的组成; 测定空气中的氧气含量; 实验探究物质的性质或变化规律;

【答案】

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实验探究题困难

1. 实验是科学探究的重要方法，如图是测定空气中氧气含量实验的装置图（装置的气密性良好），请结合图示回答有关问题。

(1) 硬质玻璃管内发生反应的文字表达式是。

(2) 根据下表提供的实验数据，完成下表。

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
25mL	15mL	9mL

(3) 若实验完毕后没有回归室温就读取注射器中剩余气体的体积（忽略气球体积变化），会导致测得的空气中氧气的体积分数（填“偏大”或“偏小”或“不影响”）。

(4) 进行实验时，若硬质玻璃管中空气体积为25mL，反应前注射器中预留空气体积为5mL（其它操作均无错误），请你思考该实验能否成功，原因是。

(5) 如图1是兴趣小组利用压力传感器测定空气中氧气含量的装置及压强变化曲线。已知燃烧匙内为足量红磷。

分析图2，CD段压强发生变化的原因。分析图2，DE段对应的实验操作是。

实验探究题普通

2. 人类对空气成分的探究经历了艰辛的过程。测量空气中氧气体积分数实验的思维模型如下：封闭空间——消耗氧气——气压减小——观察现象。

(1) 18世纪拉瓦锡为研究空气成分，用图1所示装置持续加热12天，直到曲颈瓶中红色粉末不再增加。关于该实验分析不合理的是 (填标号)。 A. 装置内两处容器中汞的作用相同 B. 曲颈瓶中汞的用量可能会影响实验结果 C. 使用汞的优点之一是，在加热条件下汞只和氧气反应。 D. 实验前后必须测量曲颈瓶和玻璃钟罩内的气体体积

(2) 图2是仿照拉瓦锡钟罩实验原理设计的装置。

①实验前，图2装置检查气密性的具体操作为。

②实验时，红磷燃烧的化学符号表达式为。

③误差分析，如果没有弹簧夹，实验结果会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(3) 凯凯同学对图2实验装置进行了改进，设计了下图所示实验。反应前注射器活塞在20mL刻度线处，玻璃管内空气总体积为70mL(反应前气球内空气已排净)，相关实验数据记录如下，请回答：

时间/min	0	1	3	5	7	9	10
注射器读数/mL	20.0	34.0	30.0	18.0	8.6	4.0	4.0

①根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为(计算结果精确到0.1%)。

②实验结束后，发现实验结果与理论值( $\text{[math]}$ )差别较大，你认为导致这一结果的原因可能是(只写一条)。

实验探究题困难

3. 在“测定空气中氧气含量”实验探究中，小明进行了如下实验：红磷盛放在燃烧匙内，点燃后立即插入集气瓶内并塞上瓶塞。

(1) 点燃红磷反应的文字(或符号)表达式是：；通过实验所得结论是氧气约占。

(2) 一般情况下，正常人每分钟吸入50L的空气，(该状况下氧气的密度为1.43g/L)，10分钟吸入的氧气约L，共g。

(3) 若小明的实验结果偏小，其原因可能是：(写一点)。

实验探究题普通