Question

9．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，反应的化学方程式为Mg+N₂$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$Mg₃N₂．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，观察到倒流入集气瓶的水约占集气瓶容积的20%；
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的实验目的是将瓶内的氧气完全反应．
（2）若不进行步骤③的操作，对实验有什么影响？瓶内气压小，打开瓶塞时有空气进入，影响实验效果．
（3）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，根据小敏的实验设计，当观察到装置冷却，打开铁夹，进入集气瓶内的水的体积远大于瓶子容积的20%现象时，可确定镁能在氮气中燃烧．

Answer 1

分析 （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）根据若不进行步骤③的操作，瓶内气压小，打开瓶塞时有空气进入，影响实验效果解答；
（3）根据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%解答．

解答 解：
（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
（2）若不进行步骤③的操作，瓶内气压小，打开瓶塞时有空气进入，影响实验效果；
（3）镁在氮气中也能燃烧，生成氮化镁，利用镁带直接在集气瓶内燃烧（如图三）来验证实验结果，根据小敏的实验设计，当观察到装置冷却，打开铁夹，进入集气瓶内的水的体积远大于瓶子容积的20%，现象时，可确定镁能在氮气中燃烧．
答案：
（1）将瓶内的氧气完全反应；
（2）瓶内气压小，打开瓶塞时有空气进入，影响实验效果；
（3）装置冷却，打开铁夹，进入集气瓶内的水的体积远大于瓶子容积的20%．

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．