Question

2．实验课上，为检验镁条能否在N₂中燃烧，某兴趣小组开展如下探究：
【查阅资料】氮化镁（Mg₃N₂）是一种淡黄色固体，能和水反应，生成Mg（OH）₂和NH₃；
NH₃能使湿润红色石蕊试纸变蓝色．
【实验步骤】

①将足量白磷在空气中点燃后，迅速伸入钟罩内，塞紧橡皮塞（图1）；
②待钟罩内水面不再变化时，向水槽中加水，使水槽中液面与钟罩内液面相平；
③打开橡皮塞，将燃着的螺旋状镁条迅速伸入钟罩内，塞紧橡皮塞（图2）；
④待钟罩内水面不再变化时，观察钟罩内壁及表面皿中固体颜色，取少量固体加入水中．
【分析】
（1）步骤①中足量白磷在钟罩内燃烧的目的是除去钟罩内空气中的氧气；
（2）步骤②向水槽中加水，使水槽中液面与钟罩内液面相平的目的是使钟罩内外气压一致，防止空气进入钟罩；
（3）步骤③中镁条剧烈燃烧，反应的化学方程式为3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；
（4）步骤④中钟罩内壁及表面皿中出现淡黄色固体，加入水中，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体，反应的化学方程式为Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+NH₃↑；
【结论】镁能在N₂中燃烧，并生成Mg₃N₂．
（5）我们在做镁条在空气中燃烧的实验时，发现其产物主要呈白色．请你判断：2.40g镁条在某充满空气的密闭容器中完全燃烧，所得固体质量可能为BD．
A．3.33g       B．3.93g      C．4.00g        D．3.96g．

Answer 1

分析 （1）根据白磷燃烧消耗氧气进行解答；
（2）根据待钟罩内水面不再变化时，向水槽中加水，使水槽中液面与钟罩内液面相平，目的是使钟罩内外气压一致，防止空气进入钟罩进行解答；
（3）根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
（4）根据镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳进行解答；
（5）根据极端假设全部生成氧化镁或氮化镁，分别求出其质量进行解答．

解答 解：（1）步骤①中足量白磷在钟罩内燃烧的目的是除去钟罩内空气中的氧气；故填：除去钟罩内空气中的氧气；
（2）步骤②中加水的目的是使钟罩内外气压一致，防止空气进入钟罩．故填：使钟罩内外气压一致，防止空气进入钟罩．
（3）镁在N₂中燃烧生成氮化镁，反应的化学方程式为：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．故填：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
（4）步骤④中钟罩内壁及表面皿中出现淡黄色固体，加入水中，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体，说明氮化镁和水反应生成氢氧化镁沉淀和氨气，反应的化学方程式为Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+NH₃↑；故填：Mg₃N₂+6H₂O=3Mg（OH）₂+NH₃↑；    
（5）设2.4g镁全部与氧气反应，则生成氧化镁的质量为：$\frac{2.4g}{\frac{24}{40}×100%}$═4g   设2.4g镁全部与氮气反应生成氮化镁，则生成的氮化镁的质量为：$\frac{2.4g}{\frac{24×3}{24×3+14×2}×100%}$=3.33g；因此2.40g镁条在某充满空气的密闭容器中完全燃烧，燃烧生成的固体质量应大于3.33g小于4g，所以BD正确．
故选：BD．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．