Question

【題目】某校研究性學習小組用下圖所示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)圖中A儀器的名稱是________，燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原因是________。

(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_____________%。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】___________。

【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂(Mg3N2)固體，化學方程式為___________。氮化鎂中氮元素的化合價是_____________。鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂。

(3)通過以上探究，你對所學知識有了什么新的認識：____________(寫出一點即可)。

Answer 1

【答案】 燒杯 集氣瓶中氣體減少，壓強減小 21 氮氣(在高溫條件下)與瓶內(nèi)的其他物質(zhì)反應(yīng)而減少(合理均可) N2＋3MgMg3N2 －3 燃燒不一定需要氧氣參加(或燃燒也可以是置換反應(yīng)；或二氧化碳不但能滅火，在一定條件下還能支持燃燒等其他合理答案均可)

【解析】（1）根據(jù)常見儀器及鎂燃燒消耗瓶內(nèi)氣體生成固體物質(zhì)，瓶內(nèi)氣體減少，壓強減小解答；（2）氧氣約占空氣體積分數(shù)的21%，而氮氣占78%，從而可判斷只消耗氧氣時，氣體減少原體積的21%；【假設(shè)二】根據(jù)空氣組成中78%的為氮氣且不能溶于水，實驗中氣體減少量達70%，因此可推斷應(yīng)有氮氣參加了鎂條的燃燒反應(yīng)；【查閱資料】根據(jù)題中信息書寫化學方程式；根據(jù)化合物中各元素正負化合價代數(shù)和為0解答；(3)可以從燃燒的定義、支持鎂燃燒的物質(zhì)、反應(yīng)基本類型等來認識燃燒。(1)圖中A儀器的名稱是燒杯；鎂條燃燒時會與空氣中的氧氣反應(yīng)生成固體氧化鎂，致使瓶內(nèi)氣體減少壓強減小，水在大氣壓作用下進入瓶中；（2）由于氧氣只占空氣體積的21%，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，瓶內(nèi)氣體只能減少原體積的21%，所以進入水的體積最多不超過其容積的21%；【假設(shè)二】占空氣體積分數(shù)78%的氮氣不能溶于水，因此所消耗氮氣不會是由于溶解所造成，故可猜想氮氣與集氣瓶中的其它物質(zhì)反應(yīng)而被消耗；【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂(Mg3N2)固體，化學方程式為N2＋3Mg點燃Mg3N2；氮化鎂中氮元素的化合價是［0-（+2×3）］÷2=-3；(3) 由鎂不僅能在氧氣中燃燒，也能在二氧化碳、氮氣中燃燒，故可以得出燃燒不一定有氧氣參加反應(yīng)；（根據(jù)鎂與二氧化碳反應(yīng)的化學方程式可以看出燃燒可以是置換反應(yīng)；二氧化碳能支持鎂的燃燒，故可以得出二氧化碳不但能滅火，還能在一定條件下支持燃燒等。）