Question

某科學興趣小組查閱資料得知鎂可在氮氣中燃燒生成氮化鎂（Mg₃N₂），設計了如下方案進行驗證。

步驟l：用盛水的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發皿、橡皮塞等裝配成如圖所示的裝置；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，
觀察到廣口瓶內水面上升的體積約占瓶內水面原上方空間的1/5左右。
步驟3：往水槽中加水使廣口瓶內外水面相平；點燃鎂條，更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內繼續燃燒，放出熱量；待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升。
（1）步驟2的目的是   。寫出紅磷在氧氣中燃燒的化學方程式    ；
（2）在步驟3“待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升”是由于瓶內氣壓(選填“大于”“小于”或“等于”)外界氣壓。
（3）根據上述實驗和你所學的知識，請寫出鎂在空氣中燃燒時的化學方程式：①鎂與氧氣反應：    ；②①鎂與氮氣反應：     。

Answer 1

（1）除盡空氣中的氧氣 4P+5O₂2P₂O₅ （2）小于  （3） 2Mg+O₂ 2MgO   3Mg+N₂ Mg₃N₂

試題分析：（1）步驟2的目的是為了除盡瓶內空氣中的氧氣，避免對步驟3造成干擾。（2）步驟3中的鎂帶燃燒消耗了瓶內的氮氣，使得瓶內氣壓小于外界大氣壓引起水面上升。（3）書寫化學方程式時要找準找全反應物和生成物，及反應所需要的條件。