Question

18．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，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體積的70%．
（1）如圖A儀器的名稱是燒杯，燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導致燒杯中的水進入集氣瓶．
（2）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】氮氣是怎樣減少的呢？
【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．寫出該反應(yīng)的文字表達式為鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂，該反應(yīng)類型是化合反應(yīng)．
鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，寫出該反應(yīng)的文字表達式為鎂+二氧化碳$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳．
（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（合理即可）．（寫出一點即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)當集氣瓶中的氣體減少時，會導致壓強減小分析；
（2）根據(jù)空氣中氧氣的體積分數(shù)可得出氧氣的最大含量；氮氣減少的原因除與鎂反應(yīng)外，還可能與集氣瓶中的其他物質(zhì)反應(yīng)；
【查閱資料】①在化合物中，化合價的代數(shù)之和為0，可計算出氮化合價；根據(jù)信息寫出鎂燃燒的兩個方程式；
②根據(jù)鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒，生成碳和氧化鎂結(jié)合方程式的書寫方法寫出反應(yīng)的方程式；
（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．

解答 解：（1）A儀器的名稱是燒杯；燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原因是：集氣瓶內(nèi)氣體被消耗，導致壓強減小，在大氣壓的作用下，水壓入集氣瓶．
故答案為：燒杯；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）如果只和空氣中氧氣反應(yīng)那么不會超過21%，因為空氣中氧氣占21%；空氣中氧氣的體積分數(shù)約為21%，故通過實驗測得空氣中氧氣的體積分數(shù)最多不會超過21%；
氮氣除與鎂反應(yīng)外，還可能與集氣瓶中的其它物質(zhì)反應(yīng)（如氮氣與鐵絲發(fā)生反應(yīng)而減少或氮氣與瓶內(nèi)的其它物質(zhì)反應(yīng)而減少等）
故答案為：21；氮氣與瓶內(nèi)的其他物質(zhì)反應(yīng)而減少；
【查閱資料】根據(jù)題意可知鎂與氮氣反應(yīng)產(chǎn)生氮化鎂，反應(yīng)的文字表達式為：鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂；該反應(yīng)是兩種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)；
故答案為：鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂；化合反應(yīng)；
根據(jù)題意，鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒，生成碳和氧化鎂，反應(yīng)的文字表達式為：鎂+二氧化碳 $\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳；
故答案為：鎂+二氧化碳 $\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳；
（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．
故答案為：燃燒不一定需要氧氣（合理即可）．

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．