Question

某校研究性學(xué)習(xí)小組用如圖裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)：

將鎂條燃燒、冷卻后打開止水夾．

【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題】

進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的30%．如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積應(yīng)不超過(guò)其容積的21%，可現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的30%，根據(jù)空氣的組成，可推出減少的氣體中一定含有　　

【提出問(wèn)題】

鎂條能與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎？

【探究實(shí)驗(yàn)】

接著上述實(shí)驗(yàn)，先拿開裝置中集氣瓶的膠塞，然后迅速把點(diǎn)燃的鎂條伸入含有剩余氣體的集氣瓶中．發(fā)現(xiàn)鎂條能在余下的氣體中劇烈燃燒．

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)上述探究實(shí)驗(yàn)，你得的結(jié)論是　　．

【查閱資料】

①根據(jù)資料，鎂條在氮?dú)庵心苋紵�并生成氮化鎂（Mg₃N₂）固體．氮化鎂中氮元素的化合價(jià)為　　，該反應(yīng)的化學(xué)方程　　．

②鎂條除了能與氮?dú)夥磻?yīng)，還可以在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂．請(qǐng)你寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式　　．

【實(shí)驗(yàn)反思】通過(guò)以上探究，你認(rèn)為燃燒　　（“一定”或“不一定”）要有氧氣參與．

Answer 1

【考點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律；有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算；書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式；燃燒與燃燒的條件．

【專題】新信息篩選題；化學(xué)學(xué)習(xí)中的實(shí)驗(yàn)思想；科學(xué)探究．

【分析】空氣成分探究實(shí)驗(yàn)的變形，把熟悉紅磷換成了性質(zhì)活潑的金屬鎂，藥品的更換而使實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象出現(xiàn)異常，對(duì)異常現(xiàn)象的分析及造成異�，F(xiàn)象出現(xiàn)原因的分析，生成了對(duì)燃燒的重新認(rèn)識(shí)．

【解答】解：【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題】若鎂條象紅磷一樣，只消耗空氣中的氧氣，則此探究實(shí)驗(yàn)會(huì)得出和使用紅磷一樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：進(jìn)入水的量不超過(guò)空氣中氧氣所占的體積分?jǐn)?shù)21%；可現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的30%，假設(shè)氧氣全部反應(yīng)，除氧氣外，被消耗的氣體體積占集氣瓶容積的9%，所以被消耗氣體占空氣的體積分?jǐn)?shù)一定超過(guò)9%，只有氮?dú)夥�合要�?/p>

故答：氮?dú)猓?/p>

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】把點(diǎn)燃的鎂條伸進(jìn)含有剩余氣體的集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)鎂條能在余下的氣體中劇烈燃燒，說(shuō)明鎂條能在氮?dú)庵腥紵�．故答案為：鎂條能在氮?dú)庵腥紵��?/p>

【查閱資料】①根據(jù)氮化鎂的化學(xué)式Mg₃N₂計(jì)算其中N元素化合價(jià)，根據(jù)化合物中正負(fù)元素化合價(jià)代數(shù)和為零，鎂為+2價(jià)，假設(shè)N元素化合價(jià)為x，則有：（+2）×3+2x=0，解得x=﹣3；鎂條在氮?dú)庵心苋紵�并生成氮化鎂（Mg₃N₂）固體，反應(yīng)的化學(xué)方程式3Mg+N₂ Mg₃N₂．故答案為：﹣3；3Mg+N₂ Mg₃N₂；

②鎂在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Mg+CO₂C+2MgO；故答案為：2Mg+CO₂C+2MgO；

【實(shí)驗(yàn)反思】通過(guò)以上探究，可以得出燃燒不一定非要有氧氣參加；故答案為：不一定．

【點(diǎn)評(píng)】實(shí)驗(yàn)室探究空氣成分不選擇鎂做燃料，因?yàn)殒V條燃燒時(shí)不但消耗氧氣而且還會(huì)消耗空氣中的氮?dú)猓?/p>