某化學(xué)小組同學(xué)做鎂條在空氣中燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)生成物中還有少量黑色固體,針對(duì)這一現(xiàn)象及相關(guān)問題,他們展開了如下探究,請(qǐng)仔細(xì)閱讀并參與他們的探究之旅。
【探究目的】探究黑色固體是鎂與空氣中什么物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的?
【查閱資料】(1)稀有氣體一般不與其它物質(zhì)反應(yīng);(2)光亮的鎂條與水反應(yīng),表面會(huì)生成白色固體。
【分析猜想】分析空氣中各成分,進(jìn)行猜想
猜想①是氧氣
猜想②是氮?dú)?br />猜想③是
二氧化碳
二氧化碳
。
【實(shí)驗(yàn)一】鎂帶與氧氣的反應(yīng)
(一)甲同學(xué)探究了影響過氧化氫制取氧氣速度的某種因素,進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)并記錄了各種收集相同體積氧氣所需要時(shí)間的實(shí)驗(yàn)如下表:
實(shí)驗(yàn) |
過氧化氫的濃度 |
過氧化氫溶液的質(zhì)量(g) |
二氧化錳的質(zhì)量(g) |
收集時(shí)間(s) |
1 |
10% |
20 |
1 |
40 |
2 |
15% |
20 |
1 |
20 |
3 |
20% |
X |
1 |
12 |
(1)第3次實(shí)驗(yàn)中,X的值應(yīng)為
20
20
。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在相同條件下,
過氧化氫濃度越大
過氧化氫濃度越大
,過氧化氫分解得越快。
(二)甲同學(xué)燃燒鎂帶,觀察現(xiàn)象
打磨鎂帶,點(diǎn)燃,伸入盛滿氧氣的集氣瓶中,產(chǎn)生大量白煙,生成白色固體。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:鎂與氧氣反應(yīng)生成白色的氧化鎂。
【實(shí)驗(yàn)二】鎂帶與氮?dú)獾姆磻?yīng)
Ⅰ.收集純凈的氮?dú)?br />Ⅱ.在氮?dú)庵腥紵V帶,觀察現(xiàn)象
將鎂帶打磨光亮,點(diǎn)燃,伸入盛有氮?dú)獾募瘹馄恐?,瓶?jī)?nèi)壁附著一層淡黃色的固體。
Ⅲ.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:鎂與氮?dú)庠邳c(diǎn)燃的條件下發(fā)生化合反應(yīng)生成淡黃色的氮化鎂。
寫出該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式
。
【探究結(jié)論1】
綜上所述,關(guān)于鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生黑色固體的猜想是猜想
③
③
(填序號(hào))成立。
【探究結(jié)論2】
如果用足量的鎂替代紅磷進(jìn)行空氣組成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)比實(shí)際值
偏大
偏大
(填“偏大”或“偏小”)。
【實(shí)驗(yàn)三】甲同學(xué)用家用制氧機(jī)制取并收集了一袋氣體,帶到實(shí)驗(yàn)室對(duì)其進(jìn)行研究興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置來測(cè)定其中氧氣的含量。
同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下設(shè)計(jì)了如圖所示裝置,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并重復(fù)多次。
【實(shí)驗(yàn)記錄】
|
實(shí)驗(yàn)操作 |
主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋 |
① |
檢查裝置的氣密性 |
/ |
裝置的氣密性良好 |
② |
加入藥品,將裝置連接固定 |
/ |
/ |
③ |
打開止水夾a和b,向A中緩慢鼓入一定量氣體后關(guān)閉止水夾a和b |
A中水進(jìn)入到B中,B中水的體積為200mL。 |
收集200mL氣體(由壓強(qiáng)差引起的誤差忽略不計(jì)) |
④ |
用凸透鏡聚光引燃白磷 |
燃燒,產(chǎn)生大量白煙 |
/ |
⑤ |
待白磷熄滅并冷卻到室溫,進(jìn)行操作Ⅰ |
現(xiàn)象Ⅰ |
甲同學(xué)收集的氣體不是純凈的氧氣 |
表中,操作Ⅰ是
打開止水夾b
打開止水夾b
;現(xiàn)象Ⅰ是
B中部分水倒吸進(jìn)入A中
B中部分水倒吸進(jìn)入A中
。
【數(shù)據(jù)記錄】
實(shí)驗(yàn)次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
B中剩余水體積/mL |
100 |
42 |
39 |
41 |
38 |
【數(shù)據(jù)處理】已知,在上表數(shù)據(jù)中,第1組數(shù)據(jù)偏差較大,存在明顯誤差,在數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)刪去。
甲同學(xué)收集的氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為
80
80
%。
【實(shí)驗(yàn)反思】(1)導(dǎo)致第1組數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大誤差的可能原因是
白磷量不足
白磷量不足
。
【實(shí)驗(yàn)反思】(2)下列有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法中,正確的有
B
B
。
A.步驟③中,仰視量筒讀數(shù)會(huì)使測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏低
B.步驟④中,白磷燃燒時(shí)要保持關(guān)閉止水夾a和b
C.步驟⑤中,未冷卻至室溫會(huì)使測(cè)得的小組同學(xué)所帶氣體中氧氣的含量偏高