Question

10．某同学用下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，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）图中A仪器的名称是烧杯，燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶中的原因是：集气瓶中气体减少，压强减小，导致烧杯中的水进入集气瓶．
（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减少的气体中有氮气．
【发现问题】氮气是怎么减少的呢？
【假设一】氮气与镁条反应而减少．
【假设二】氮气（在高温条件下）与瓶内的其他物质反应而减少．
【查阅资料】镁条在氮气中燃烧，生成氮化镁（Mg₃N₂）固体，镁条还可以在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁，反应的化学方程式为2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C．
（3）通过以上探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识：燃烧不一定需要氧气．（写出一点即可）．

Answer 1

分析 （1）根据常见仪器的名称和用途以及镁燃烧消耗瓶内气体生成固体物质，瓶内气体减少，压强减小进行解答；
（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；
【假设二】根据空气组成中78%的为氮气且不能溶于水，实验中气体减少量达70%，因此可推断应有氮气参加了镁条的燃烧反应或者氮气（在高温条件下）与瓶内的其他物质反应而减少；
【查阅资料】根据镁条在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁进行解答；
（3）根据通过以上探究可知，燃烧不一定需要氧气进行解答．

解答 解：（1）图中A仪器的名称是烧杯；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；
【假设二】占空气体积分数78%的氮气不能溶于水，因此所消耗氮气不会是由于溶解所造成，故可猜想氮气（在高温条件下）与瓶内的其他物质反应而减少．
【查阅资料】镁条在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁，反应的化学方程式为；
（3）根据通过以上探究可知，燃烧不一定需要氧气．
故答案为：（1）烧杯；集气瓶中气体减少，压强减小，导致烧杯中的水进入集气瓶；
（2）21；氮气（在高温条件下）与瓶内的其他物质反应而减少；2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C；
（3）燃烧不一定需要氧气．

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．