Question

實驗室里，張老師帶領(lǐng)化學興趣小組一起探究膨化食品（如圖）包裝袋內(nèi)氣體的成分。現(xiàn)有A、B兩種膨化食品，請你一起參與他們的討論并回答以下問題。

【提出問題】包裝袋內(nèi)的氣體成分是什么呢？

【查閱資料】稀有氣體價格高，膨化食品價格低，生產(chǎn)廠家一般不用稀有氣體。而不同廠家根據(jù)成本不同，填充氣體種類也不相同。膨化食品包裝袋內(nèi)填充氣體的目的是                 ；

【猜想與假設(shè)】猜想一：“                                                 ”；

 猜想二：“包裝袋內(nèi)氣體為氮氣（N₂）”；

猜想三：“包裝袋內(nèi)氣體為空氣”。

【設(shè)計并完成實驗】

實驗1  步驟：甲同學用注射器從兩種膨化食品包裝袋內(nèi)抽取等量的氣體，分別注入裝有澄清石灰水的試管中；現(xiàn)象：                                  ；結(jié)論：猜想一不正確。

實驗2  步驟：乙同學用排水法分別收集等體積的A、B膨化食品袋內(nèi)的氣體各一瓶，分別將燃著的小木條伸入，觀察到的現(xiàn)象：                                                           ；

結(jié)論：①A食品包裝袋內(nèi)氣體是空氣；②B食品包裝袋內(nèi)氣體是氮氣。

【討論交流一】丙同學認為通過乙同學的實驗現(xiàn)象不能證明A包裝袋內(nèi)的氣體為空氣，于是設(shè)計以下實驗方案驗證：

實驗3  步驟：丙同學用排水法收集一瓶膨化食品A包裝袋內(nèi)氣體，在燃燒匙內(nèi)加入過量的            （填物質(zhì)名稱），連接如圖裝置，驗證該氣體中氧氣體積分數(shù)；現(xiàn)象：瓶內(nèi)產(chǎn)生大量白煙；冷卻后打開水夾，水回流瓶中約至容積的五分之一處；結(jié)論：A食品包裝袋內(nèi)氣體是空氣；該反應(yīng)化學方程式為                            。

【討論交流二】丁同學認為乙同學設(shè)計的實驗及現(xiàn)象也不能充分證明B內(nèi)的氣體就是氮氣，他查閱了氮氣驗證的相關(guān)資料：鎂可在氮氣中燃燒，生成的固體可與水作用得到的液體能使無色酚酞試液變紅；你能否根據(jù)已知信息，設(shè)計實驗方案來驗證B食品袋內(nèi)的氣體就是氮氣嗎？如果能并正確寫出以下化學方程式你將獲得4分的獎勵。（但化學試卷總分不超過60分）

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
		B包裝袋內(nèi)氣體為氮氣

已知鎂與氮氣反應(yīng)生成氮化鎂，它常溫下能與水反應(yīng)生成一種刺激性氣味的氣體和一種堿，請寫出氮化鎂與水反應(yīng)的化學方程式：                                          。

Answer 1

作保護氣，延長食品保質(zhì)期    包裝袋內(nèi)氣體為二氧化碳     澄清石灰水不變渾濁    放在A膨化食品袋內(nèi)的氣體中木條繼續(xù)燃燒，而在B膨化食品袋內(nèi)的氣體中的燃著的木條熄滅     紅磷      4P  ＋ 5O₂   2P₂O₅       

 實驗步驟   取B食品袋內(nèi)的氣體于集氣瓶中，將點燃的鎂條深入其中燃燒，冷卻后向瓶中加入適量的水，再滴幾滴酚酞，觀察現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象   溶液變紅。       （合理即可）   3Mg ＋ N₂   Mg₃N₂