Question

某校研究性學習小組用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）燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原是______．
（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應．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？
[假設一]氮氣與鎂條反應而減少．
[假設二]______．
[查閱資料]鎂條在氮氣中能燃燒．產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．氮化鎂中氮的化合
價______：鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒，寫出該反應的化學方程
式______，二氧化碳做______劑．
（3）通過以上探究，你對燃燒的有關知識有了什么新的認識：______（寫出一點即可）．

Answer 1

解：（1）鎂燃燒后，燒杯內(nèi)外形成氣壓差，所以水會進入燒杯．
（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，由于氧氣約占空氣體積的21%，所以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，所以可猜測鎂除了與氧氣反應，還有可能和氮氣反應或者是氧氣與氮氣在高溫的情況下發(fā)生了反應，根據(jù)化合物中元素的化合價的代數(shù)和為零，所以氮化鎂（Mg₃N₂）中氮元素的化合價為-3價，鎂條還能在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，化學方程式為：2Mg+CO₂2MgO+C，該反應中二氧化碳失掉了氧是這一反應的氧化劑．
（3）鎂與氮氣和二氧化碳都能發(fā)生燃燒，說明燃燒不一定需要氧氣．
故答為：（1）集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導致燒杯中的水進入集氣瓶；（2）21%；氮氣在高溫條件下與空氣中氧氣反應；-3價；2Mg+CO₂2MgO+C；氧化劑；（3）燃燒不一定需要氧氣（答案合理即可）；
分析：（1）鎂燃燒后，燒杯內(nèi)的壓強變小，大氣壓會把水壓入燒杯．
（2）依據(jù)燃燒消耗多少體積的氣體，則進入燒杯的水，便是多少體積；根據(jù)化合價原則，計算氮化鎂（Mg₃N₂）固體氮元素的化合價；根據(jù)反應方程式的書寫要求書寫鎂與二氧化碳的反應．
（3）由材料可分析出鎂與氮氣和二氧化碳都能發(fā)生燃燒，所以燃燒不一定需要氧氣，
點評：本題以課本中“用紅磷燃燒來探究空氣中氧氣含量”為基點，換成“鎂在空氣中燃燒”的實驗探究，激發(fā)了學生的知識的靈活使用和知識的遷移轉(zhuǎn)換的思想，達到舉一反三的效果．