Question

某校研究性学习小组用图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）燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原因是

集气瓶中气体减少，压强减少，导致烧杯中的水进入集气瓶

．
（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

21

%．现进入集气瓶中水的体积约为容积的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]

氮气在高温条件下与空气中氧气反应

．
[查阅资料]镁条在氮气中能燃烧．产物为氮化镁（Mg₃N₂）固体．氮化镁中氮的化合
价

-3

：镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧，写出该反应的化学方程
式

2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C

，二氧化碳做

氧化剂

剂．
（3）通过以上探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识：

燃烧不一定需要氧气（答案合理即可）

（写出一点即可）．

Answer 1

分析：（1）镁燃烧后，烧杯内的压强变小，大气压会把水压入烧杯．
（2）依据燃烧消耗多少体积的气体，则进入烧杯的水，便是多少体积；根据化合价原则，计算氮化镁（Mg₃N₂）固体氮元素的化合价；根据反应方程式的书写要求书写镁与二氧化碳的反应．
（3）由材料可分析出镁与氮气和二氧化碳都能发生燃烧，所以燃烧不一定需要氧气，

解答：解：（1）镁燃烧后，烧杯内外形成气压差，所以水会进入烧杯．
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，由于氧气约占空气体积的21%，所以进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%，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，所以可猜测镁除了与氧气反应，还有可能和氮气反应或者是氧气与氮气在高温的情况下发生了反应，根据化合物中元素的化合价的代数和为零，所以氮化镁（Mg₃N₂）中氮元素的化合价为-3价，镁条还能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，化学方程式为：2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C，该反应中二氧化碳失掉了氧是这一反应的氧化剂．
（3）镁与氮气和二氧化碳都能发生燃烧，说明燃烧不一定需要氧气．
故答为：（1）集气瓶中气体减少，压强减小，导致烧杯中的水进入集气瓶；（2）21%；氮气在高温条件下与空气中氧气反应；-3价；2Mg+CO₂

点燃  .

2MgO+C；氧化剂；（3）燃烧不一定需要氧气（答案合理即可）；

点评：本题以课本中“用红磷燃烧来探究空气中氧气含量”为基点，换成“镁在空气中燃烧”的实验探究，激发了学生的知识的灵活使用和知识的迁移转换的思想，达到举一反三的效果．