Question

某校研究性学习小组用如图装置进行镁条在空气中燃烧的实验．先将镁条燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．
（1）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：氮气是怎样减少的呢？
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．氮化镁中氮元素的化合价为    ．镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的化学方程式    ．
（2）通过以上探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识：    （写出一点即可）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据空气中氧气的体积分数可得出氧气的最大含量；
氮气减少的原因除与能与没反应外，还可能与集气瓶中的其他物质反应；
根据化合价的原则可求出氮化镁中氮元素的化合价．
（2）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．
解答：解：（1）空气中氧气的体积分数约为21%，故通过实验测得空气中氧气的体积分数最多不会超过21%；
氮气除与镁反应外，还可能与集气瓶中的其它物质反应，故氮气与铁丝发生反应而减少或氮气与瓶内的其它物质反应而减少等（只要答到符合初中学生已有知识水平和经验的合理假设均给分）；
设氮元素的化合价为x，根据化合价的原则列等式（+2）×3+2x=0 解得x=-3；
根据题意，镁与二氧化碳反应的化学方程式为2Mg+CO₂C+2MgO．

（2）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．
综上所述，本题的答案为燃烧不一定有氧气参加（或燃烧也可以是置换反应；二氧化碳不但能灭火，在一定条件下还能支持燃烧等合理均可）．
点评：本题利用测定空气中氧气体积分数的实验中产生的意外现象进行探究，考查学生严谨的学习态度．解答此类试题，要通过细心阅读试题给予的信息以及与所学知识进行全面的对比分析即可得出正确答案．