Question

16．（1）如图中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．
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg₃N₂）固体．氮化镁中氮的化合价是-3．镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁，该反应的类型是置换反应．
（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．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器解答；镁燃烧后，烧杯内的压强变小，大气压会把水压入烧杯．
（2）依据燃烧消耗多少体积的气体，则进入集气瓶中的水，便是多少体积；根据化合价原则，计算氮化镁（Mg₃N₂）固体氮元素的化合价；根据反应方程式的书写要求书写镁与二氧化碳的反应．
（3）由材料可分析出镁与氮气和二氧化碳都能发生燃烧，所以燃烧不一定需要氧气

解答 解：
（1）A仪器的名称是烧杯；镁燃烧后，集气瓶内外形成气压差，所以水会进入集气瓶．
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，由于氧气约占空气体积的21%，所以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，所以可猜测镁除了与氧气反应，还有可能和氮气反应或者是氧气与氮气在高温的情况下发生了反应，根据化合物中元素的化合价的代数和为零，所以氮化镁（Mg₃N₂）中氮元素的化合价为-3价，镁条还能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，化学方程式为：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C，该反应是置换反应；
（3）镁与氮气和二氧化碳都能发生燃烧，说明燃烧不一定需要氧气．
故答为：
（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%；-3；置换反应；
（3）燃烧不一定需要氧气；

点评 本题以课本中“用红磷燃烧来探究空气中氧气含量”为基点，换成“镁在空气中燃烧”的实验探究，激发了学生的知识的灵活使用和知识的迁移转换的思想，达到举一反三的效果．