Question

9．小科從資料上獲悉：鎂帶在空氣中燃燒時不但能與氧氣反應生成氧化鎂，還能跟氮氣反應生成氮化鎂，反應的化學方程式為Mg+N₂$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Mg₃N₂．欲驗證“鎂能在氮氣中燃燒”，小科利用“測定空氣中氧氣體積分數(shù)的實驗裝置”（如圖一）進行實驗，步驟如下：
①檢查裝置的氣密性；
②閉合鐵夾，將點燃的紅磷伸入集氣瓶內(nèi)至完全反應；
③待裝置冷卻后，打開鐵夾，觀察到倒流入集氣瓶的水約占集氣瓶容積的20%；
④拔出瓶塞，將點燃的鎂條伸入集氣瓶內(nèi)，觀察到鎂條在瓶內(nèi)劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色粉末（圖二）．

回答下列問題：
（1）步驟②的實驗目的是將瓶內(nèi)的氧氣完全反應．
（2）若不進行步驟③的操作，對實驗有什么影響？瓶內(nèi)氣壓小，打開瓶塞時有空氣進入，影響實驗效果．
（3）小敏認為可利用鎂帶直接在集氣瓶內(nèi)燃燒（如圖三）來驗證實驗結(jié)果，根據(jù)小敏的實驗設(shè)計，當觀察到裝置冷卻，打開鐵夾，進入集氣瓶內(nèi)的水的體積遠大于瓶子容積的20%現(xiàn)象時，可確定鎂能在氮氣中燃燒．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合鐵夾，將點燃的紅磷伸入集氣瓶內(nèi)至完全反應，目的是將氧氣全部耗盡解答；
（2）根據(jù)若不進行步驟③的操作，瓶內(nèi)氣壓小，打開瓶塞時有空氣進入，影響實驗效果解答；
（3）根據(jù)氧氣約占空氣體積的21%，待裝置冷卻后，打開鐵夾，觀察到倒流如集氣瓶的水約占集氣瓶容積的20%解答．

解答 解：
（1）閉合鐵夾，將點燃的紅磷伸入集氣瓶內(nèi)至完全反應，目的是將氧氣全部耗盡
（2）若不進行步驟③的操作，瓶內(nèi)氣壓小，打開瓶塞時有空氣進入，影響實驗效果；
（3）鎂在氮氣中也能燃燒，生成氮化鎂，利用鎂帶直接在集氣瓶內(nèi)燃燒（如圖三）來驗證實驗結(jié)果，根據(jù)小敏的實驗設(shè)計，當觀察到裝置冷卻，打開鐵夾，進入集氣瓶內(nèi)的水的體積遠大于瓶子容積的20%，現(xiàn)象時，可確定鎂能在氮氣中燃燒．
答案：
（1）將瓶內(nèi)的氧氣完全反應；
（2）瓶內(nèi)氣壓小，打開瓶塞時有空氣進入，影響實驗效果；
（3）裝置冷卻，打開鐵夾，進入集氣瓶內(nèi)的水的體積遠大于瓶子容積的20%．

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．