题目内容
【题目】化学兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验(如图),同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的强光,产生的大量白烟弥漫到空气中,最后在石棉网上得到一些白色固体.
(1)请写出镁条燃烧的化学方程式;
(2)同学们通过称量发现:在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量,有人认为这个反应不遵循质量守恒定律.你认为出现这样实验结果的原因可能是:
(3)小红按右下图装置改进实验,验证了质量守恒定律,还发现产物中有少量黄色固体.
【提出问题】黄色固体是什么?
【查阅资料】①氧化镁为白色固体;②镁能与氮气剧烈反应产生黄色的氮化镁(Mg3N2)固体;③氮化镁可与水反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.
【做出猜想】黄色固体是Mg3N2
【实验探究】请设计实验,验证猜想
实验操作 | 实验现象及结论 |
(4)【反思与交流】①氮化镁中氮元素的化合价是; ②空气中N2的含量远大于O2的含量,可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2 , 合理的解释是: .
③同学们又联想到氯气在氧气中能够燃烧,于是对燃烧条件又有了新的认识: .
【答案】
(1)2Mg+O2 2MgO
(2)生成的氧化镁小颗粒(白烟)扩散到空气中去了,使得生成物收集不全
(3)取少量黄色固体于试管中,加入适量的水,并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口;试管中有气体产生,湿润的红色石蕊试纸变蓝.得出结论:黄色固体是Mg3N2
(4)﹣3;氮气化学性质不如氧气活泼;燃烧不一定需要氧气参加
【解析】解:(1)在点燃的条件下,镁与氧气反应生成氧化镁;故填:2Mg+O2 2MgO;(2)所有的化学变化都遵守质量守恒定律,镁条燃烧是化学变化,遵守质量守恒定律,燃烧后质量减少的原因是生成的氧化镁小颗粒(白烟)扩散到空气中去了,使得生成物收集不全;故填:生成的氧化镁小颗粒(白烟)扩散到空气中去了,使得生成物收集不全;【实验探究】根据题干信息,可将生成的固体物质放入水中,检验是否产生氨气来进行判断;具体实验操作:将镁条燃烧的产物放在一只试管中,加入少量的蒸馏水,然后将一湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察现象;若看到红色的石蕊试纸变成蓝色,说明黄色固体为氮化镁; 故填:取少量黄色固体于试管中,加入适量的水,并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口;试管中有气体产生,湿润的红色石蕊试纸变蓝.得出结论:黄色固体是Mg3N2;
【反思与交流】①在氮化镁中镁元素的化合价为+2价,设氮化镁中氮元素的化合价为x,则(+2)×3+2x=0,x+﹣3;故填:﹣3;②氧气的化学性质比氮气更活泼,镁条更容易与氧气发生反应;故填:氮气化学性质不如氧气活泼;③氢气在氯气中可以燃烧,此反应中没有氧气参加,所以可以得出燃烧不一定需要氧气参加这一新的认识;故填:燃烧不一定需要氧气参加.
(1)根据化学反应的原理以及化学方程式的写法来分析;(2)化学变化都遵守质量守恒定律;
【实验探究】根据氨气的化学性质及氮化镁的化学性质分析解答;
【反思与交流】①根据化合物中元素化合价的计算方法来分析;②根据氮气与氧气的化学性质来分析;③根据燃烧的条件来分析.