《2025年经纶学典学霸题中题九年级化学上册人教版》

10. 某研究小组用如图所示装置探究能否用镁条代替红磷测定空气中氧气的含量。实验前,小组成员提出了不同的猜想。

【猜想与假设】
猜想 1:可以代替,因为镁条与氧气反应生成氧化镁,反应后不会产生气体;
猜想 2:不能代替,查阅资料知金属镁很活泼,可能会与空气中的氮气反应。
【进行实验】
|步骤|实验操作|实验现象|
|Ⅰ|组装好装置后,打开止水夹,手捂集气瓶,一段时间后松开手|烧杯中导管口有气泡冒出,松手后烧杯中导管末端有一段液柱|
|Ⅱ|关闭止水夹,点燃镁条,迅速伸入集气瓶中,塞好塞子|镁条燃烧,放出大量热,发出耀眼白光,生成大量白烟,剩余固体为白色带状物|
|Ⅲ|冷却至室温,打开止水夹|烧杯中水从导管进入集气瓶中,体积约为集气瓶容积的$\frac{2}{5}$|
【解释与结论】
(1)镁与氧气反应的文字表达式为镁+氧气$\xrightarrow{点燃}$氧化镁。
(2)步骤Ⅰ说明装置的气密性良好。
(3)步骤Ⅱ中,关闭止水夹的目的是防止温度升高导致气压增大,将部分气体压出集气瓶。
(4)推测猜想 2 成立的现象证据是烧杯中水从导管进入集气瓶中,体积约为集气瓶容积的$\frac{2}{5}$。
【反思与评价】
(5)该小组认为,即使步骤Ⅲ中水的体积恰好占集气瓶容积的$\frac{1}{5},$也不能说明猜想 1 成立,理由是Mg 的量不足(或其他合理原因)。
(6)小组中同学对镁条与瓶中气体的反应提出了进一步的猜想:甲同学认为镁条先与 O₂反应,乙同学认为镁条先与 N₂反应。为检验他们的猜想,可以进行的实验操作是:取少量镁条,点燃后迅速放入盛有空气的集气瓶中,待镁条熄灭后,再将燃着的木条放入瓶中观察现象,若燃烧更旺说明乙同学的猜想成立,若熄灭说明另一猜想成立。

答案： 10.
(1)镁+氧气$\xrightarrow{点燃}$氧化镁
(2)良好
(3)防止温度升高导致气压增大,将部分气体压出集气瓶
(4)烧杯中水从导管进入集气瓶中,体积约为集气瓶容积的$\frac{2}{5}$
(5)Mg 的量不足(或其他合理原因)
(6)乙 解析:
(2)步骤Ⅰ组装好装置后,打开止水夹,手捂集气瓶,一段时间后松开手,烧杯中导管口有气泡冒出,松手后烧杯中导管末端形成一段液柱,说明装置的气密性良好。
(3)步骤Ⅱ中,关闭止水夹的目的是防止温度升高导致气压增大,将部分气体压出集气瓶。
(4)因为氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$,所以在操作正确的情况下如果大于$\frac{1}{5}$,则氮气可能参加了反应,故推测猜想 2 成立的现象证据是:烧杯中水从导管进入集气瓶中,体积约为集气瓶容积的$\frac{2}{5}$。
(5)该小组认为,即使步骤Ⅲ中水的体积恰好占集气瓶容积的$\frac{1}{5}$,也不能说明猜想 1 成立,这是因为反应中未说明镁条的用量,镁条的量可能不足,没有将能反应的气体消耗完毕,使进入的水的体积偏少。
(6)为进一步检验他们的猜想(甲同学认为镁条先与$O_{2}$反应,乙同学认为镁条先与$N_{2}$反应),可以进行的实验操作是:取少量镁条,点燃后迅速放入盛有空气的集气瓶中,待镁条熄灭后,再将燃着的木条放入瓶中观察现象,若燃烧更旺说明乙同学的猜想成立,若熄灭说明甲同学的猜想成立。