Question

14．小明為驗證質量守恒定律，做了鎂粉在空氣中燃燒的實驗（如圖1），該反應的化學方程式為：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2MgO． 實驗中，氣球的作用是形成密閉體系，平衡裝置內外氣壓．實驗結束，他發(fā)現(xiàn)鎂粉在空氣中充分燃燒后，產物中還有少量黃色固體．為了弄清黃色固體的成分，小明進行了如下實驗探究：

【查閱資料1】
①氧化鎂為白色固體，與水反應只生成氫氧化鎂．
②鎂能與氮氣劇烈反應生成黃色的氮化鎂（Mg₃N₂）固體．
③氮化鎂可與水劇烈反應產生氨氣，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．
④氫氧化鈉易與二氧化碳反應．
【設計實驗】小明用圖2所示的實驗（部分操作沒有畫出），驗證黃色固體為Mg₃N₂，請完成下列實驗報告．

操作步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取少量黃色固體于試管中，加入適量水，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	試管中產生氣泡，濕潤的紅色石蕊試紙變藍	黃色固體為Mg3N2

【交流與思考】小明發(fā)現(xiàn)久置的鎂條上有一層灰黑色的“外衣”，這層灰黑色的外衣是什么物質呢？他叫來了小亮、小紅一起進行了實驗探究：
【猜想】小明認為可能是MgO；小亮認為可能是Mg₂（OH）₂CO₃；小紅認為可能是Mg（OH）₂．
小紅認為小明的猜想是錯誤的，其理由是氧化鎂為白色固體．
【查閱資料2】①Mg（OH）₂受熱分解產生兩種氧化物．②Mg₂（OH）₂CO₃受熱分解產生三種氧化物．
【實驗探究】小亮進行實驗（見圖3），發(fā)現(xiàn)試管口有液滴出現(xiàn)，說明有H₂O（填化學式，下同）生成，澄清石灰水變渾濁，說明有CO₂生成，同時試管內生成白色固體．
【實驗分析】實驗后，小亮認為小紅的猜想也是錯誤的，其理由是石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中不含有碳元素．
小亮為進一步驗證自己的判斷，用圖4所示的裝置進行實驗，其中左瓶中的NaOH溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳；經過近一個月的觀察，試管中鎂條表面仍為白色．由此可認為：參與鎂形成灰黑色的“外衣”的物質一定有二氧化碳（填物質名稱）．

Answer 1

分析 鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂；
氧化鎂是白色固體；
水蒸氣遇冷變成小液滴；
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
化學反應前后，元素種類不變．

解答 解：鎂粉在空氣中燃燒生成氧化鎂，該反應的化學方程式為：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2MgO；
 實驗中，氣球的作用是形成密閉體系，平衡裝置內外氣壓．
故填：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2MgO；形成密閉體系，平衡裝置內外氣壓．
【設計實驗】
實驗報告如下表所示：

操作步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取少量黃色固體于試管中，加入適量水，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	試管中產生氣泡，濕潤的紅色石蕊試紙變藍	黃色固體為Mg3N2

【猜想】
不可能是氧化鎂的理由是氧化鎂為白色固體．
故填：氧化鎂為白色固體．
【實驗探究】
發(fā)現(xiàn)試管口有液滴出現(xiàn)，說明有H₂O生成，澄清石灰水變渾濁，說明有CO₂生成，同時試管內生成白色固體．
故填：H₂O；CO₂．
【實驗分析】
小紅的猜想也是錯誤的理由是：石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中不含有碳元素；
其中左瓶中的NaOH溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳；
經過近一個月的觀察，試管中鎂條表面仍為白色，由此可認為：參與鎂形成灰黑色的“外衣”的物質一定有二氧化碳．
故填：石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中不含有碳元素；吸收空氣中的二氧化碳；二氧化碳．

點評 實驗現(xiàn)象是物質之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．