Question

【題目】某校研究性學習小組用下圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%。

（1）圖中A儀器的名稱是________，燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是_____________。

（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的_____%。現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣。

（發現問題）氮氣是怎樣減少的呢？

（假設一）氮氣與鎂條反應而減少。

（假設二）__________。

（查閱資料）鎂條在氮氣中能燃燒，產物為氮化鎂（Mg3N2）固體。氮化鎂中氮元素的化合價為_________。

鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應化學方程式是__________。

（拓展延伸）由此你對燃燒的新認識________

Answer 1

【答案】燒杯 集氣瓶內氣體減少，導致壓強減小，水沿導管進入瓶內 21% 氮氣與鐵絲反應而減少 -3 2Mg+CO22MgO+C。 燃燒不一定有氧氣參加反應

【解析】

（1）鎂燃燒消耗瓶內氣體生成固體物質，瓶內氣體減少，壓強減小。據此分析回答；

（2）氧氣約占空氣體積分數的21%，氮氣占78%，如果鎂燃燒只消耗氧氣時，氣體減少原體積的21%；

假設二：根據瓶內物質可能與氮氣反應進行分析解答；

查閱資料：根據化合價規律和化學方程式的書寫方法進行分析解答；

拓展延伸：根據實驗現象進行分析解答。

（1）圖中A儀器的名稱是燒杯，鎂條燃燒時會與空氣中的氧氣反應生成固體氧化鎂，致使瓶內氣體減少壓強減小，水在大氣壓作用下進入瓶中；

（2）空氣中氧氣的體積分數為21% 。如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%。現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣；

假設二：氮氣的減少可能是鎂與氮氣反應而減少，也可能是氮氣與鐵絲反應而減少。所以假設二可以是： 氮氣與鐵絲反應而減少；

查閱資料：①設：氮元素的化合價為x，根據化合物中各元素化合價的代數和為零，則有：（+2）×3+2x=0，解得x=-3；

②根據題意，鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒，生成碳和氧化鎂，反應的方程式為：2Mg+CO22MgO+C；

拓展延伸：由鎂不僅能在氧氣中燃燒，也能在二氧化碳、氮氣中燃燒，可以得出燃燒不一定有氧氣參加反應。