Question

6．小科从资料上获悉：镁带在空气中燃烧时不但能与氧气反应生成氧化镁，还能跟氮气反应生成氮化镁（氮元素的化合价为-3）．欲验证“镁能在氮气中燃烧”，小科利用“测定空气中氧气体积分数的实验装置”（如图一）进行实验，步骤如下：

①检查装置的气密性；
②闭合铁夹，将点燃的红磷伸入集气瓶内至完全反应；
③待装置冷却后，打开铁夹，观察到倒流如集气瓶的水约占集气瓶容积的20%（填“20%”、“30%”或“40%”）；
④拔出瓶塞，将点燃的镁条伸入集气瓶内，观察到镁条在瓶内剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色粉末（图二）．
回答下列问题：
（1）步骤②的实验目的是将氧气全部耗尽，防止氧气在镁条燃烧时造成干扰．
（2）小敏认为可利用镁带直接在集气瓶内燃烧（如图三）来验证实验结果，装置冷却，打开铁夹，当观察到进入集气瓶内的水的体积远大于步骤③的数值时，可确定镁能在氮气中燃烧．写出镁跟氮气反应的化学方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 ②根据氧气约占空气体积的21%解答；
（1）根据闭合铁夹，将点燃的红磷伸入集气瓶内至完全反应，目的是将氧气全部耗尽解答；
（2）根据题意，镁在氮气中也能燃烧，生成氮化镁，其中氮元素呈负三价，写出氮化镁的化学式，进而写出反应的化学方程式即可

解答 解：
②氧气约占空气体积的21%，待装置冷却后，打开铁夹，观察到倒流如集气瓶的水约占集气瓶容积的20%；
（1）闭合铁夹，将点燃的红磷伸入集气瓶内至完全反应，目的是将氧气全部耗尽，防止氧气在镁条燃烧时造成干扰；
（2）镁在氮气中也能燃烧，生成氮化镁（镁元素显+2价，氮元素呈负三价，氮化镁的化学式为：Mg₃N₂），则反应的化学方程式为：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
答案：
②20%
（1）将氧气全部耗尽，防止氧气在镁条燃烧时造成干扰
（2）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂

点评 根据对空气组成成分的认识，利用镁的性质及题中资料信息，分析导致实验中所出现现象的可能性，考查获得信息解决问题的能力．