题目内容

20．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\;}}{\;}$2MgO．
（2）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律．我不同意（“同意”或“不同意”）小明的观点，因为因为镁和氧气的总质量等于氧化镁的质量，因此燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量．
（3）小红按图1装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体．
【提出问题】黄色固体是什么呢？
【查阅资料】①氧化镁为白色固体；
②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体；
③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．
【做出猜想】黄色固体是Mg3N2
【实验探究】请设计实验，验证猜想
实验操作实验现象及结论
把一定量的氮化镁放入试管中，然后加入适量的水，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口有大量气泡冒出，湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此黄色固体是Mg3N2
（4）为了证明镁可在氮气中燃烧生成氮化镁，小红又设计了如下方案进行验证．
步骤①：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞
等装配成如图2所示的装置；另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末
端固定一根镁条．
步骤②：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞；待充分冷却，观察
到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的$\frac{1}{5}$左右．
步骤③：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平；点燃镁条，迅速更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，放出热量；待冷却后广口瓶内水位继续上升．
A．步骤②的目的是使氧气充分反应．写出红磷在氧气中燃烧的化学方程式4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
B．在步骤③“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于（选填“大于”“小于”或“等于”）外界气压
C．写出镁在氮气中燃烧生成氮化镁的化学方程式3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2
【反思与交流】
（5）空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却大于Mg3N2．请给出合理的解释氧气比氮气活泼，相同条件下以和氧气反应为主．

分析 本题考查的是质量守恒定律，其内容是：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和．本题中的实验探究也应符合这一规律，在化学反应中，从微观上原子种类、原子数目和原子的质量都不变；从宏观上元素种类和物质的总质量不变．镁和氧气的总质量等于氧化镁的质量，因此燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量；设计实验，验证猜想黄色固体是Mg3N2：把一定量的氮化镁放入试管中，然后加入适量的水，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，现象和结论是；有大量气泡冒出，湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此黄色固体是Mg3N2．图2中，步骤②的目的是使氧气充分反应，磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，配平即可；在步骤③“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于外界气压；图2中，步骤②的目的是使氧气充分反应，磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，配平即可；使氧气充分反应；在步骤③“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于外界气压；镁和氮气在点燃的条件下生成氮化镁，配平即可；空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却大于Mg3N2，合理的解释是：氧气比氮气活泼，相同条件下以和氧气反应为主．

解答 解：（1）镁和氧气在点燃的条件下生成氧化镁，配平即可；故答案为：2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；
（2）不同意，因为镁和氧气的总质量等于氧化镁的质量，因此燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，故答案为：不同意；因为镁和氧气的总质量等于氧化镁的质量，因此燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量；
（3）设计实验，验证猜想黄色固体是Mg3N2：把一定量的氮化镁放入试管中，然后加入适量的水，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，现象和结论是；有大量气泡冒出，湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此黄色固体是Mg3N2；故答案为：把一定量的氮化镁放入试管中，然后加入适量的水，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口；
（4）待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的五分之一，在步骤③“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于外界气压；镁和氮气在点燃的条件下生成氮化镁，配平即可；故答案为：$\frac{1}{5}$；使氧气充分反应；4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5；小于；3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2；
（5）空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却大于Mg3N2，合理的解释是：氧气比氮气活泼，相同条件下以和氧气反应为主；故答案为：氧气比氮气活泼，相同条件下以和氧气反应为主；

点评 本考点考查了质量守恒定律的应用，有关质量守恒定律的考题在中考中经常出现，要抓住要点：五个一定不变，一个一定变．还要注意化学方程式的配平，本考点经常出现在选择题和实验题中．

练习册系列答案
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（2）用下列物质的字母序号填空
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③人体胃液中的酸是B；     　④能造成硫酸型酸雨的是A；
⑤属于天然有机高分子的是E； 　　⑥可作改良酸性土壤的是C．
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