Question

3．某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验．
（1）请写出镁条与氧气反应的化学方程式2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO．
（2）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律．我不同意（“同意”或“不同意”）小明的观点，因为所有的化学反应都遵循质量守恒定律．
（3）小红按如图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体．
【提出问题】黄色固体是什么呢？
【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg₃N₂）固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．
【做出猜想】黄色固体是Mg₃N₂
【实验探究】请设计实验，验证猜想

实验操作	实验现象及结论
将镁条燃烧的产物放在一只试管中，加入少量的蒸馏水，然后将一湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象	看到红色的石蕊试纸变成蓝色，说明黄色固体为氮化镁

空气中N₂的含量计远大于O₂的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg₃N₂，为什么呢？请给出合理的解释氧气的化学性质比氮气更活泼，镁条更容易与氧气发生反应．注意：若答对第（3）小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分．
（4）该兴趣小组又做了镁条与盐溶液反应的实验，发现均能产生H₂，实验现象如表：

实验序号	实验1	实验2	实验3
与镁条反应的溶液	NH4Cl	NaCl	Na2SO4	H2O
实验现象	有大量气泡产生	有较多气泡产生	有少量气泡产生	气泡极少
加热后，实验现象	气泡明显增多可闻到氨味	气泡增多	气泡增多	气泡增多

如表中，用水进行实验的目的是对比．根据上表中的实验现象，请写出三条结论，并分析可能的原因（不分析原因，不得分）：①盐可以做镁与水反应的催化剂，因为盐能加快产生气体的速率；②温度改变反应速率，因为升高温度可以加快产生气体的速率；③升高温度能使反应更复杂，因为升高温度使镁与水反应的生成物在与盐反应生成氨气（NH₃）．

Answer 1

分析 （1）根据镁条在空气中燃烧的化学方程式进行分析．
（2）根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和．
（3）根据氮气的化学性质进行分析．
（4）根据表格中实验的现象来分析解答．

解答 解：（1）在点燃的条件下，镁与氧气反应生成氧化镁；
（2）所有的化学变化都遵循质量守恒定律；
（3）根据题干信息，将生成的固体物质放入水中，检验是否产生氨气；氧气具有助燃性，更容易与镁条发生化学反应；
（4）用水进行实验的目的是与盐溶液和镁条反应进行对比，进一步证明盐能促进水与镁条反应产生氢气，可做反应的催化剂；根据实验现象进行分析即可．
故答案为：（1）2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；
（2）不同意；所有的化学反应都遵循质量守恒定律；
（3）【实验探究】实验操作：将镁条燃烧的产物放在一只试管中，加入少量的蒸馏水，然后将一湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象；实验现象及结论：看到红色的石蕊试纸变成蓝色，说明黄色固体为氮化镁；
【反思与交流】氧气的化学性质比氮气更活泼，镁条更容易与氧气发生反应；
（4）对比；①盐可以做镁与水反应的催化剂，因为盐能加快产生气体的速率；②温度改变反应速率，因为升高温度可以加快产生气体的速率；③升高温度能使反应更复杂，因为升高温度使镁与水反应的生成物在与盐反应生成氨气（NH₃）．

点评 在应用质量守恒定律时，一定要分清反应物和生成物，不能忽略气体物质的质量．验证质量守恒定律，条件的控制是关键，一般用密闭容器进行实验，称量前后容器的质量变化．