题目内容

9．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，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仪器的名称是烧杯  ，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，压强减小，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】氮气在高温条件下与瓶内的其他物质反应而减少．
【查阅资料】
镁条在氮气中燃烧，生成氮化镁（Mg3N2）固体，反应的方程式为：3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2
反应类型为化合反应，其中氮化镁中氮的化合价是-3．镁条还可以在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁，反应的方程式为2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，该反应的类型是置换反应．

分析 （1）直接写出装置的名称，气体的消耗引起了瓶内外的压强差
（2）氧气占空气体积的21%，氮气占78%，可以据此解答，在提出假设时只要合理即可，书写化学方程式主要条件和配平．

解答 解：（1）镁条燃烧要消耗气体，由于该装置是密闭的，所以由于气体的消耗会使瓶内外产生一故压强差，从而把水压入瓶内，故本题答案为：烧杯；  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）由于氧气占空气体积的21%，所以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%，根据实验现象实际进入水约占70%，这只能说明是空气中的某些气体和镁反应了，或是空气中的某些成分在该环境中发生了反应，据此可以提出假设二，氮化镁的化学式已经出示，根据在化合物中，正负化合价的代数和为零，可以求得氮元素的化合价为-3价．
故本题答案为：21；氮气在高温条件下与瓶内的其他物质反应而减少（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可）；  3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2；化合反应；-3；2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C； 置换反应．

点评 本题考查了氧气的化学性质以及根据化学方程式的计算，完成此题，可以依据已有的知识结合题干提供的信息进行．

练习册系列答案
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