Question

17．某研究性学习小组用如图装置进行镁条在空气中烧的实验，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：瓶内气体减少，导致压强减小，水沿导管进入瓶内．
（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与镁发生反应的气体除了氧气外，还一定有氮气参与反应．
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为黄绿色的氮化镁（Mg₃N₂）固体．
请写出镁条在氮气中燃烧的化学反应式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 （1）镁燃烧消耗瓶内气体生成固体物质，瓶内气体减少，压强减小；
（2）氧气约占空气体积分数的21%，而氮气占78%，从而可判断只消耗氧气时，气体减少原体积的21%；而气体减少达70%时，大部分气体被消耗，说明减少的气体已不完全为氧气了，还应消耗了占空气78%的部分氮气；
【查阅资料】根据化学方程式的写法来分析解答．

解答 解：（1）镁条燃烧时会与空气中的氧气反应生成固体氧化镁，致使瓶内气体减少压强减小，水在大气压作用下进入瓶中；
（2）由于氧气只占空气体积的21%，如果镁条只和空气中的氧气反应，瓶内气体只能减少原体积的21%，所以进入水的体积最多不超过其容积的21%；实验中进入瓶中水的体积达70%，说明反应消耗空气的体积为70%，因此已不是仅消耗氧气了，还应消耗部分氮气；
【查阅资料】镁与氮气在点燃的条件下反应生成氮化镁．
故答案为：（1）瓶内气体减少，导致压强减小，水沿导管进入瓶内；（2）21；氮气；
【查阅资料】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考查获得信息解决问题的能力．