Question

12．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火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，因为镁燃烧是镁与空气中氧气等的反应．
（3）小红按如图装置改进实验，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	结论
取少量黄色固体于试管中，加入 适量的水，并将并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口	试管中有气体产生，湿润的红色石蕊试 纸变蓝	证明猜想正确

【反思与交流】空气中N₂的含量远大于0₂的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg₃N₂．请给出合理的解释氧气的化学性质比氮气更活泼，镁条更容易与氧气发生反应，写出生成Mg₃N₂的化学方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 （1）根据镁条在空气中燃烧的反应原理书写化学方程式．
（2）根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和．
（3）根据氮气的化学性质及氮化镁的化学性质分析解答．

解答 解：（1）在点燃的条件下，镁与氧气反应生成氧化镁，反应的化学方程式是：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；
（2）所有的化学变化都遵循质量守恒定律，镁燃烧是镁与空气中氧气等物质的反应，所以产物的质量大于反应物镁条的质量；
（3）根据题干信息，可将生成的固体物质放入水中，检验是否产生氨气来进行判断；具体实验操作：将镁条燃烧的产物放在一只试管中，加入少量的蒸馏水，然后将一湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象；若看到红色的石蕊试纸变成蓝色，说明黄色固体为氮化镁；
反思与交流：（1）氧气的化学性质比氮气更活泼，镁条更容易与氧气发生反应；
（2）根据题意：镁与氮气反应生成氮化镁的化学方程式为：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
故答案为：
（1）2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；
（2）不同意；所有的化学反应都遵循质量守恒定律；
（3）实验探究：

实验操作	实验现象及结论
取少量黄色固体于试管中，加入适量的水，并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口	试管中有气体产生，湿润的红色石蕊试纸变蓝．证明猜想正确．

反思与交流：（1）氧气的化学性质比氮气更活泼，镁条更容易与氧气发生反应；（2）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂

点评 在应用质量守恒定律时，一定要分清反应物和生成物，不能忽略气体物质的质量．验证质量守恒定律，条件的控制是关键，一般用密闭容器进行实验，称量前后容器的质量变化，还能结合反应物、生成物和反应条件正确书写方程式．