Question

【题目】镁是一种活泼的金属，实验室长期露置的镁带表面常呈现灰黑色。化学实验小组的同学为探究其组成，收集了镁表面的灰黑色物质，设计并完成了以下实验。

（查阅资料）

①灰黑色固体加热易分解，产物均为氧化物。

②镁条在空气中燃烧可产生氧化镁和氮化镁，氧化镁和氮化镁都是白色。

（提出问题）

灰黑色物质由哪些元素组成？

（做出猜想）

灰黑色物质中含有镁元素，结合空气中的成分其可能含有碳、氢、氧、氮等元素。明明同学从物质的化学性质考虑，认为灰黑色物质中不会含有氮元素，他的理由是______。

（设计实验）

为验证灰黑色物质是否含有碳、氢、氧元素，同学们设计了以下实验：

方案一：程程同学取少量灰黑色物质于试管中，滴加_______，将生成的气体通入澄清石灰水中，观察到_____，说明物质中含有碳、氧元素。

方案二：琪琪同学取少量灰黑色物质放入试管中进行加热分解，实验装置如图甲所示，也证明了灰黑色物质中含有碳、氧元素。

方案三：明明同学也取少量灰黑色物质放入试管中，用酒精灯加热，观察到_________，说明灰黑色物质中含有氢元素。

实验完成后，待试管冷却，明明同学将试管取下，加入足量稀硫酸，发现大部分固体溶解，并有气泡出现，请写出气体生成的一个化学反应方程式_______。

（实验结论）

灰黑色物质中除含镁元素外，还含有碳、氧、氢元素。

（拓展延伸）

琪琪同学认为灰黑色物质的形成与空气的某些成分有关，她用图乙装置设计了一个实验，通过近一周的观察，镁条表面一直无变化，于是琦琦同学认为灰黑色物质的形成与空气中的_______（填化学式）有关。

（实验拓展）

明明同学将充分镁条打磨成光亮的银白色后，利用如图进行实验，发现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，可能的原因 _____。

Answer 1

【答案】氮气的化学性质不活泼 稀盐酸 澄清石灰水变浑浊 试管内壁有水雾生成 Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑ CO2 镁条在点燃的条件下与空气中的氮气发生了反应（镁条能在氮气中燃烧）

【解析】

[做出猜想]

因为氮气的化学性质不活泼，不能与镁反应，所以小明认为灰黑色物质中不会含有氮元素；

故填：氮气的化学性质不活泼。

[设计实验]

方案一：由于碳酸盐和稀盐酸反应生成二氧化碳，且二氧化碳能和澄清石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙，所以程程取少量灰黑色物质于试管中，滴加稀盐酸，将生成的气体通入澄清石灰水中，观察到澄清石灰水变浑浊，说明物质中含有碳、氧元素；

故填：稀盐酸；澄清石灰水变浑浊。

方案三：因为氢元素能和氧元素结合生成水，所以小宇也取少量灰黑色物质放入试管中，用酒精灯加热，观察到试管内壁有水雾生成，说明灰黑色物质中含有氢元素；

故填：试管内壁有水雾生成。

镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，化学方程式为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；

故填：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑。

[拓展延伸]

氢氧化钠溶液能除去空气中的二氧化碳反应，属于通过装置乙可以看出，把空气中的二氧化碳给除去了，通过近一周若的观察，镁条表面一直无变化，证明灰黑色物质的形成与空气中的CO2有关。

故填：CO2。

[实验拓展]

利用如图进行实验，发现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，可能的原因镁条在点燃的条件下不仅消耗了空气中的氧气，还与空气中的氮气发生了反应，瓶内气压减小的比较多，使得进入集气瓶中水的体积大于21%。

故填：镁条在点燃的条件下与空气中的氮气发生了反应（镁条能在氮气中燃烧）。