Question

某化学兴趣小组的同学对空气中氧气的含量进行探究。

（提出问题）空气中氧气的含量是多少?

（查阅资料）① 红磷和白磷都能在空气中燃烧，都生成五氧化二磷，但红磷的着火点(可燃物燃烧所需的最低温度)为240℃，白磷的着火点为40℃。

② 氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，同时放出大量的热，能煮熟鸡蛋。

③ 生石灰的主要成分是氧化钙。

（设计方案） 兴趣小组的同学将一个具有刻度和可滑动活塞的玻璃管(其中有空气和白磷)放在装有生石灰的烧杯的上方(如图所示)，用此装置进行实验，请你一同参与。

（进行实验）① 检查图中玻璃管的气密性。其操作步骤、现象和结论是_____________。

②按图示装好药品后的操作是____________，该操作的作用是______________。

（记录现象）实验过程中观察到的现象是______________。写出氧化钙能与水反应生成氢氧化钙的化学方程式___________。

（实验结论）________________。

（实验反思）本实验是对教材实验稍作改进而设计的，其主要优点是_____________。

（拓展与应用）已知Mg+O₂MgO，Mg+N₂Mg₂N₂，据此反应能否用镁代替磷测定空气中氧气的体积含量?_________。由此你对氮气的化学性质有何新的认识______________。

Answer

用热毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把热毛巾取走，活塞又回到原刻度 向烧杯中加入适量的水 利用水和生石灰反应放出的热量，引燃白磷 白磷燃烧，产生大量白烟活塞先向右移，后向左移最终留在8刻度处 CaO+H2O=Ca(OH)2 氧气约占空气总体积的1／5 实验操作均在密闭容器中进行，不需要打开活塞减小测量误差。 不能 氮气的化学性质不活泼是相对的，在一定条件下，氮气也能跟其他物质发生化学反应

【解析】

① 检查图中玻璃管的气密性可用热毛巾捂住玻璃管，若气密性好的话，活塞会右移，当把热毛巾取走，活塞又回到原刻度，故填：用热毛巾捂住玻璃管，活塞右移，把热毛巾取走，活塞又回到原刻度；

②按图示装好药品后，开始向烧杯中加水，因为水可以和生石灰反应，生成氢氧化钙，该反应放热，可以引燃白磷；故填：向烧杯中加入适量的水；利用水和生石灰反应放出的热量，引燃白磷。

[记录现象]

白磷燃烧会产生大量白烟，放热，气体受热膨胀故活塞会向右移，当冷到室温之后，气体体积收缩活塞又会再向左移，玻璃管中开始10mL空气消耗2mL氧气，活塞最终留在8刻度处；故填：白磷燃烧产生大量白烟，活塞先向右移，后向左移最终留在8刻度处；氧化钙与水生成氢氧化钙化学方程式为：CaO+H2O=Ca(OH)2，故填：CaO+H2O=Ca(OH)2

[实验结论]

氧气约占空气中体积分数为1／5；故填：氧气约占空气总体积的1／5

[实验反思]

本实验与教材实验不同之处在于，教材实验需打开活塞点燃红磷然后再放入装置内，本实验的优点在于实验操作均在密闭容器中进行，不需要打开活塞减小测量误差；故填：实验操作均在密闭容器中进行，不需要打开活塞减小测量误差。

[拓展与应用]

因为镁可以和空气中的氮气发生反应，如果用镁代替磷，测得空气中氧气体积分数会偏大，故不能用镁代替磷，这也反映了氮气的化学性质不活泼是相对的，在一定条件下，氮气也能跟其他物质发生化学反应，故填：不能：氮气的化学性质不活泼是相对的，在一定条件下，氮气也能跟其他物质发生化学反应。