Question

15．某興趣小組為驗證質(zhì)量守恒定律，做了鎂條在空氣中燃燒的實驗．
（1）請寫出鎂條與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO．
（2）小明發(fā)現(xiàn)燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量大于反應(yīng)物鎂條的質(zhì)量，認為這個反應(yīng)不遵循質(zhì)量守恒定律．我不同意（“同意”或“不同意”）小明的觀點，因為空氣中的氧氣和鎂反應(yīng)生成了氧化鎂．
（3）小紅按如圖1裝置改進實驗，驗證了質(zhì)量守恒定律，卻發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中還有少量黃色固體．
【提出問題】黃色固體是什么呢？
【查閱資料】①氧化鎂為白色固體；
②鎂能與氮氣劇烈反應(yīng)生成黃色的氮化鎂（Mg₃N₂）固體；
③氮化鎂可與水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．
【做出猜想】黃色固體是Mg₃N₂
【實驗探究】請設(shè)計實驗，驗證猜想

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結(jié)論[
把黃色固體放入試管中，加入適量的水，在試管口放濕潤的紅色石蕊試紙	實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生氣泡，紅色石蕊試紙變藍； 實驗結(jié)論：黃色固體是Mg3N2

（4）為了證明鎂可在氮氣中燃燒生成氮化鎂，小紅又設(shè)計了如下方案進行驗證．
步驟①：用盛水的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發(fā)皿、橡皮塞等裝配成如圖2所示的裝置；另準備一只有一根銅絲穿過的橡皮塞，銅絲末端固定一根鎂條．
步驟②：引燃燃燒匙中足量的紅磷，塞好橡皮塞；待充分冷卻，觀察到廣口瓶內(nèi)水面上升的體積約占瓶內(nèi)水面原上方空間的五分之一左右．
步驟③：往水槽中加水使廣口瓶內(nèi)外水面相平；點燃鎂條，迅速更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內(nèi)繼續(xù)燃燒，放出熱量；待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升．
A．步驟②的目的是使氧氣完全反應(yīng)．寫出紅磷在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅
B．在步驟③“待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升”是由于瓶內(nèi)氣壓小于（選填“大于”“小于”或“等于”）外界氣壓
C．寫出鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學(xué)方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂
【反思與交流】
（5）空氣中N₂的含量遠大于O₂的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO的質(zhì)量卻大于Mg₃N₂．請給出合理的解釋相同條件下，鎂更容易和氧氣反應(yīng)．

Answer 1

分析 化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，即參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量之和，等于反應(yīng)后生成的物質(zhì)的質(zhì)量之和．                                
化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變，原子質(zhì)量不變．

解答 解：（1）鎂條與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO．
故填：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO．
（2）小明發(fā)現(xiàn)燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量大于反應(yīng)物鎂條的質(zhì)量，認為這個反應(yīng)不遵循質(zhì)量守恒定律．我不同意小明的觀點，因為空氣中的氧氣和鎂反應(yīng)生成了氧化鎂．
故填：不同意；空氣中的氧氣和鎂反應(yīng)生成了氧化鎂．
（3）設(shè)計實驗，驗證猜想如下表所示：

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結(jié)論
把黃色固體放入試管中，加入適量的水，在試管口放濕潤的紅色石蕊試紙	實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生氣泡，紅色石蕊試紙變藍； 實驗結(jié)論：黃色固體是Mg3N2

（4）待充分冷卻，觀察到廣口瓶內(nèi)水面上升的體積約占瓶內(nèi)水面原上方空間的五分之一左右；
步驟②的目的是使氧氣完全反應(yīng)，紅磷在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
在步驟③“待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升”是由于瓶內(nèi)氣壓小于外界氣壓；
鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學(xué)方程式為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
故填：五分之一；使氧氣完全反應(yīng)；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；小于；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
（5）空氣中N₂的含量遠大于O₂的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO的質(zhì)量卻大于Mg₃N₂，合理的解釋是相同條件下，鎂更容易和氧氣反應(yīng)．
故填：相同條件下，鎂更容易和氧氣反應(yīng)．

點評 化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，即化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變，這是書寫化學(xué)方程式、判斷物質(zhì)的化學(xué)式、判斷化學(xué)計量數(shù)、進行相關(guān)方面計算的基礎(chǔ)．