Question

【题目】某校研究性学习小组用下图所示装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶容积的70%。

(1)图中A仪器的名称是________，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原因是________。

(2)如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的_____________%。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气。

【发现问题】氮气是怎么减少的呢？

【假设一】氮气与镁条反应而减少。

【假设二】___________。

【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体，化学方程式为___________。氮化镁中氮元素的化合价是_____________。镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁。

(3)通过以上探究，你对所学知识有了什么新的认识：____________(写出一点即可)。

Answer 1

【答案】 烧杯 集气瓶中气体减少，压强减小 21 氮气(在高温条件下)与瓶内的其他物质反应而减少(合理均可) N2＋3MgMg3N2 －3 燃烧不一定需要氧气参加(或燃烧也可以是置换反应；或二氧化碳不但能灭火，在一定条件下还能支持燃烧等其他合理答案均可)

【解析】（1）根据常见仪器及镁燃烧消耗瓶内气体生成固体物质，瓶内气体减少，压强减小解答；（2）氧气约占空气体积分数的21%，而氮气占78%，从而可判断只消耗氧气时，气体减少原体积的21%；【假设二】根据空气组成中78%的为氮气且不能溶于水，实验中气体减少量达70%，因此可推断应有氮气参加了镁条的燃烧反应；【查阅资料】根据题中信息书写化学方程式；根据化合物中各元素正负化合价代数和为0解答；(3)可以从燃烧的定义、支持镁燃烧的物质、反应基本类型等来认识燃烧。(1)图中A仪器的名称是烧杯；镁条燃烧时会与空气中的氧气反应生成固体氧化镁，致使瓶内气体减少压强减小，水在大气压作用下进入瓶中；（2）由于氧气只占空气体积的21%，如果镁条只和空气中的氧气反应，瓶内气体只能减少原体积的21%，所以进入水的体积最多不超过其容积的21%；【假设二】占空气体积分数78%的氮气不能溶于水，因此所消耗氮气不会是由于溶解所造成，故可猜想氮气与集气瓶中的其它物质反应而被消耗；【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁(Mg3N2)固体，化学方程式为N2＋3Mg点燃Mg3N2；氮化镁中氮元素的化合价是［0-（+2×3）］÷2=-3；(3) 由镁不仅能在氧气中燃烧，也能在二氧化碳、氮气中燃烧，故可以得出燃烧不一定有氧气参加反应；（根据镁与二氧化碳反应的化学方程式可以看出燃烧可以是置换反应；二氧化碳能支持镁的燃烧，故可以得出二氧化碳不但能灭火，还能在一定条件下支持燃烧等。）