Question

某校研究性學習小組用右圖裝置（氣密性良好）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%．
[分析]根據(jù)空氣中氧氣的體積分數(shù)，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約占其容積的

20

%．現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，所以減少的氣體中有氮氣．
[提出問題]氮氣是怎樣減少的呢？
[猜想與假設(shè)]
（1）氮氣與鎂條反應(yīng)而減少；
（2）

氮氣與集氣瓶內(nèi)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．氮化鎂中氮元素的化合價為

-3

；鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂．
[結(jié)論]氮氣減少是由于鎂與氮氣發(fā)生了反應(yīng)．
[反思與拓展]
（1）鎂帶充分燃燒后，集氣瓶中剩余的氣體主要是

氮氣

．
（2）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）．
（3）用燃燒法測定空氣中氧氣含量時，對藥品的要求是

在空氣中能燃燒，燃燒不產(chǎn)生氣體，燃燒時只與氧氣反應(yīng)

．

Answer 1

分析：[分析]根據(jù)氧氣約占空氣體積的

1

5

，氮氣約占

4

5

解答；
[猜想與假設(shè)]根據(jù)氮氣可能和鎂條反應(yīng)而減少或氮氣和集氣瓶內(nèi)其他物質(zhì)反應(yīng)而減少解答；
[查閱資料]根據(jù)化合物中元素化合價的代數(shù)和為0解答；
[反思與拓展]（1）根據(jù)空氣的主要成分是氮氣和氧氣，氧氣約占空氣體積分數(shù)的21%，而氮氣占78%解答；
（2）根據(jù)以前接觸的燃燒一般都需要氧氣，這里氮氣能支持鎂燃燒分析解答．
（3）根據(jù)測定空氣中氧氣的體積含量，所選藥品必須只消耗氧氣被消耗氣體空氣中的成分解答．

解答：解：[分析]氧氣約占空氣體積的

1

5

，氮氣約占

4

5

，
故答案：20
[猜想與假設(shè)]氮氣可能是和鎂反應(yīng)也可能是氮氣與集氣瓶內(nèi)其他物質(zhì)反應(yīng)而減少，
故答案：氮氣與集氣瓶內(nèi)其他物質(zhì)反應(yīng)而減少．
[查閱資料]設(shè)Mg₃N₂中氮元素的化合價為x，則（+2）×3+2x=0，x=-3，
故答案：-3． 
[反思與拓展]（1）空氣的主要成分是氮氣和氧氣，氧氣約占空氣體積分數(shù)的21%，而氮氣占78%氮氣，氧氣被消耗剩余的主要是氮氣，
故答案：氮氣．
（2）以前接觸的燃燒一般都需要氧氣，這里氮氣能支持鎂燃燒，
故答案：燃燒不一定需要氧氣（或并不是所有的火災都能用二氧化碳撲滅等）．
（3）測定空氣中氧氣的體積含量，所選藥品必須只消耗氧氣被消耗氣體空氣中的成分，
故答案：在空氣中能燃燒，燃燒不產(chǎn)生氣體，燃燒時只與氧氣反應(yīng)．

點評：根據(jù)對空氣組成成分的認識，利用鎂的性質(zhì)及題中資料信息，分析導致實驗中所出現(xiàn)現(xiàn)象的可能性，考查獲得信息解決問題的能力．