Question

某校研究性學(xué)習(xí)小組用如圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%．
（1）如圖中A儀器的名稱是

 

，燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原因是：

 

．
（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的

 

%．現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣．
【發(fā)現(xiàn)問題】氮氣是怎么減少的呢？
【假設(shè)一】氮氣與鎂條反應(yīng)而減少．
【假設(shè)二】

 

．
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．氮化鎂中氮的化合價是

 

．鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是

 

．
通過以上探究，你對燃燒的有關(guān)知識有了什么新的認識：

 

．

Answer 1

考點：空氣組成的測定,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式,燃燒與燃燒的條件

專題：空氣與水

分析：（1）熟悉常用儀器的圖形和用途，鎂燃燒消耗瓶內(nèi)氣體生成固體物質(zhì)，瓶內(nèi)氣體減少，壓強減�。畵�(jù)此分析回答；
（2）氧氣約占空氣體積分數(shù)的21%，而氮氣占78%，如果鎂燃燒只消耗氧氣時，氣體減少原體積的21%；而氣體減少達70%時，大部分氣體被消耗，說明減少的氣體已不完全為氧氣了，還應(yīng)消耗了占空氣78%的部分氮氣；根據(jù)氮氣可能和鎂條反應(yīng)而減少或氮氣和集氣瓶內(nèi)其他物質(zhì)反應(yīng)而減少解答；根據(jù)化學(xué)式中正負化合價代數(shù)和為零，求出化合價，根據(jù)化學(xué)方程式的寫法寫出化學(xué)方程式；對異�，F(xiàn)象的分析及造成異�，F(xiàn)象出現(xiàn)原因的分析，形成了對燃燒的重新認識．

解答：解：（1）鎂條燃燒時會與空氣中的氧氣反應(yīng)生成固體氧化鎂，致使瓶內(nèi)氣體減少壓強減小，水在大氣壓作用下進入瓶中；
（2）由于氧氣約占空氣體積的21%，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，瓶內(nèi)氣體只能減少原體積的21%，所以進入水的體積最多不超過其容積的21%；實驗中進入瓶中水的體積達70%，說明反應(yīng)消耗空氣的體積為70%，因此已不是僅消耗氧氣了，還應(yīng)消耗部分氮氣；氮氣可能是和鎂反應(yīng)也可能是氮氣與集氣瓶內(nèi)其他物質(zhì)反應(yīng)而減少；
【查閱資料】根據(jù)氮化鎂的化學(xué)式Mg₃N₂計算其中N元素化合價，根據(jù)化合物中正負元素化合價代數(shù)和為零，鎂為+2份，假設(shè)N元素化合價為x，則有：（+2）×3+x×2=0  x=-3．反應(yīng)物是鎂和二氧化碳生成物是碳和氧化鎂，用觀察法配平，所以方程式是：2Mg+CO₂

點燃  .

C+2MgO；
在題中，會發(fā)現(xiàn)鎂條不但可以在氮氣中發(fā)生燃燒而且可以在二氧化碳氣體中燃燒，與我們所熟悉的燃燒需要氧氣不同．
故答案為：（1）燒杯；鎂條燃燒消耗集氣瓶中的氣體產(chǎn)生氣壓差；（2）21；氮氣與氧氣發(fā)生反應(yīng)而減少；-3；  2Mg+CO₂ 

點燃  .

2MgO+C； 燃燒不一定有氧氣參加．

點評：根據(jù)對空氣組成成分的認識，利用鎂的性質(zhì)及題中資料信息，分析導(dǎo)致實驗中所出現(xiàn)現(xiàn)象的可能性，考查獲得信息解決問題的能力．