Question

5．某校研究性學習小組用如圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗：
將鎂條燃燒、冷卻后打開止水夾．
【發(fā)現(xiàn)問題】
進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的30%．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應(yīng)不超過其容積的21%，可現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的30%，根據(jù)空氣的組成，可推出減少的氣體中一定含有氮氣
【提出問題】
鎂條能與空氣中的氮氣發(fā)生化學反應(yīng)嗎？
【探究實驗】
接著上述實驗，先拿開裝置中集氣瓶的膠塞，然后迅速把點燃的鎂條伸入含有剩余氣體的集氣瓶中．發(fā)現(xiàn)鎂條能在余下的氣體中劇烈燃燒．
【實驗結(jié)論】根據(jù)上述探究實驗，你得的結(jié)論是鎂條能在氮氣中燃燒．
【查閱資料】
①根據(jù)資料，鎂條在氮氣中能燃燒并生成氮化鎂（Mg₃N₂）固體．氮化鎂中氮元素的化合價為-3，該反應(yīng)的化學方程3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
②鎂條除了能與氮氣反應(yīng)，還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂．請你寫出該反應(yīng)的化學方程式2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2MgO．
【實驗反思】通過以上探究，你認為燃燒不一定（“一定”或“不一定”）要有氧氣參與．

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：【發(fā)現(xiàn)問題】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%；可現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的30%，假設(shè)氧氣全部反應(yīng)，除氧氣外，被消耗的氣體體積占集氣瓶容積的9%，所以被消耗氣體占空氣的體積分數(shù)一定超過9%，只有氮氣符合要求
故答：氮氣；
【實驗結(jié)論】把點燃的鎂條伸進含有剩余氣體的集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)鎂條能在余下的氣體中劇烈燃燒，說明鎂條能在氮氣中燃燒．故答案為：鎂條能在氮氣中燃燒；
【查閱資料】①根據(jù)氮化鎂的化學式Mg₃N₂計算其中N元素化合價，根據(jù)化合物中正負元素化合價代數(shù)和為零，鎂為+2價，假設(shè)N元素化合價為x，則有：（+2）×3+2x=0，解得x=-3；鎂條在氮氣中能燃燒并生成氮化鎂（Mg₃N₂）固體，反應(yīng)的化學方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ Mg₃N₂．故答案為：-3；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ Mg₃N₂；
②鎂在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應(yīng)的化學方程式是2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2MgO；故答案為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$C+2MgO；
【實驗反思】通過以上探究，可以得出燃燒不一定非要有氧氣參加；故答案為：不一定．

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．