Question

19．某校研究性學(xué)習小組用如圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%．
（1）如圖實驗中燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原因是：集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導(dǎo)致燒杯中的水進入集氣瓶．
（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%%．現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣．
【發(fā)現(xiàn)問題】氮氣是怎么減少的呢？
【假設(shè)一】氮氣與鎂條反應(yīng)而減少．
【假設(shè)二】氮氣（在高溫條件下）與瓶內(nèi)的其他物質(zhì)反應(yīng)而減少．
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式N₂+3Mg$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應(yīng)的類型是置換反應(yīng)．
（3）通過以上探究，你對燃燒的有關(guān)知識有了什么新的認識：燃燒不一定需要氧氣（寫出一點即可）．

Answer 1

分析 空氣成分探究實驗的變形，把熟悉紅磷換成了性質(zhì)活潑的金屬鎂．藥品的更換而使實驗中的現(xiàn)象出現(xiàn)異常，對異�，F(xiàn)象的分析及造成異�，F(xiàn)象出現(xiàn)原因的分析，生成了對燃燒的重新認識．

解答 解：（1）由于鎂燃燒消耗了氣體，集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導(dǎo)致燒杯中的水進入集氣瓶；故答為：集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導(dǎo)致燒杯中的水進入集氣瓶；
（2）若鎂條象紅磷一樣，只消耗空氣中的氧氣，則此探究實驗會得出和使用紅磷一樣的實驗結(jié)果：進入水的量不超過空氣中氧氣所占的體積分數(shù)21%．
故答：21；
【假設(shè)二】由于實驗中得到進入水的體積約為70%，也就是說瓶中氣體大量被消耗，消耗達70%，即不但消耗完氧氣還應(yīng)該消耗了大量的氮氣．在對氮氣減小原因的猜測上，除被鎂條消耗外，再作出其他猜測時，受氮氧化物的啟發(fā)可以猜測氮氣被氧氣消耗形成易溶于水的物質(zhì)等等．
故答：氮氣（在高溫條件下）與瓶內(nèi)的其他物質(zhì)反應(yīng)而減少等．
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N₂+3Mg$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應(yīng)由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成了另一種單質(zhì)和另一種化合物，屬于置換反應(yīng)．故答為：N₂+3Mg$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，置換反應(yīng)；
（3）由上述實驗探究過程可知，鎂不僅在空氣中燃燒，還能在二氧化碳中燃燒，由此可知，燃燒不一定需要氧氣，二氧化碳在一定條件下還能支持燃燒等．故答為：燃燒不一定需要氧氣（或在一定條件下還能支持燃燒等）．

點評 實驗室探究空氣成分不選擇鎂做燃料，因為鎂條燃燒時不但消耗氧氣而且還會消耗空氣中的氮氣．