Question

实验室里，张老师带领化学兴趣小组一起探究膨化食品（如图）包装袋内气体的成分。现有A、B两种膨化食品，请你一起参与他们的讨论并回答以下问题。

【提出问题】包装袋内的气体成分是什么呢？

【查阅资料】稀有气体价格高，膨化食品价格低，生产厂家一般不用稀有气体。而不同厂家根据成本不同，填充气体种类也不相同。膨化食品包装袋内填充气体的目的是                 ；

【猜想与假设】猜想一：“                                                 ”；

 猜想二：“包装袋内气体为氮气（N₂）”；

猜想三：“包装袋内气体为空气”。

【设计并完成实验】

实验1  步骤：甲同学用注射器从两种膨化食品包装袋内抽取等量的气体，分别注入装有澄清石灰水的试管中；现象：                                  ；结论：猜想一不正确。

实验2  步骤：乙同学用排水法分别收集等体积的A、B膨化食品袋内的气体各一瓶，分别将燃着的小木条伸入，观察到的现象：                                                           ；

结论：①A食品包装袋内气体是空气；②B食品包装袋内气体是氮气。

【讨论交流一】丙同学认为通过乙同学的实验现象不能证明A包装袋内的气体为空气，于是设计以下实验方案验证：

实验3  步骤：丙同学用排水法收集一瓶膨化食品A包装袋内气体，在燃烧匙内加入过量的            （填物质名称），连接如图装置，验证该气体中氧气体积分数；现象：瓶内产生大量白烟；冷却后打开水夹，水回流瓶中约至容积的五分之一处；结论：A食品包装袋内气体是空气；该反应化学方程式为                            。

【讨论交流二】丁同学认为乙同学设计的实验及现象也不能充分证明B内的气体就是氮气，他查阅了氮气验证的相关资料：镁可在氮气中燃烧，生成的固体可与水作用得到的液体能使无色酚酞试液变红；你能否根据已知信息，设计实验方案来验证B食品袋内的气体就是氮气吗？如果能并正确写出以下化学方程式你将获得4分的奖励。（但化学试卷总分不超过60分）

实验步骤	实验现象	实验结论
		B包装袋内气体为氮气

已知镁与氮气反应生成氮化镁，它常温下能与水反应生成一种刺激性气味的气体和一种碱，请写出氮化镁与水反应的化学方程式：                                          。

Answer 1

作保护气，延长食品保质期    包装袋内气体为二氧化碳     澄清石灰水不变浑浊    放在A膨化食品袋内的气体中木条继续燃烧，而在B膨化食品袋内的气体中的燃着的木条熄灭     红磷      4P  ＋ 5O₂   2P₂O₅       

 实验步骤   取B食品袋内的气体于集气瓶中，将点燃的镁条深入其中燃烧，冷却后向瓶中加入适量的水，再滴几滴酚酞，观察现象。

实验现象   溶液变红。       （合理即可）   3Mg ＋ N₂   Mg₃N₂