Question

某興趣小組活動中，在空氣中點燃鎂條時，發現在生成的白色固體物質中夾雜著少量的淡黃色固體．為了探究其原因，小組成員進行了以下探究活動：
[提出問題]淡黃色固體物質的成分是什么？
[查閱資料]通過查閱資料，記錄了下列幾種物質的顏色：

物 質	MgO	MgCl2	Mg3N2	Mg（NO3）2	MgCO3	Mg（OH）2
顏 色	白色	白色	淡黃色	白色	白色	白色

小組成員一致認為產物中一定不含有氯化鎂，理由是

空氣中不含有氯元素

．
[提出猜想]淡黃色的固體可能是

Mg₃N₂

（填化學式）．
[實驗探究]（1）按圖所示裝置收集氮氣．操作步驟為：首先關閉a、b、c，用凸透鏡聚光引燃白磷；待白磷不再燃燒并冷卻至室溫后，打開a、b，使用打氣筒進行充氣至A中的水進入B時，打開c，繼續充氣．

（2）實驗驗證的方法是

將燃著的鎂條伸進（1）所收集的氮氣的瓶中，若鎂條繼續燃燒，且有淡黃色固體生成，則證明淡黃色固體是Mg₃N₂．

[實驗結論]猜想是正確的．鎂條在空氣中燃燒的有關化學反應方程式是

2Mg+O₂

點燃  .

2MgO

、

3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂

．
[實驗反思]
（1）你由本實驗可知，氮氣的物理性質是

氮氣難溶于水

．（寫一條）
（2）通過本探究活動，你對物質燃燒新的認識是

物質不一定只在氧氣中才能燃燒（合理均可）

．
（3）實驗過程中，待白磷不再燃燒并冷卻至室溫后，如果始終關閉b，而打開c，裝置B、C中可以觀察到的實驗現象是

C中的水被倒吸入B中，進入水的體積約占B瓶的

1

5

．

Answer 1

分析：[查閱資料]根據質量守恒定律：反應前后元素的種類不變，確定產物中一定不存在氯化鎂；
[提出猜想]根據空氣的成分和固體的顏色判斷淡黃色固體的來源；
[實驗探究]根據在純氧氣中燃燒鎂條只生成白色固體，在純氮氣中燃燒鎂條只生成淡黃色色固體，可采取分別在純氧氣和純氮氣中燃燒鎂條，觀察現象的方法；
[實驗結論]根據反應的反應物、生成物和反應條件書寫方程式；
[實驗反思]（1）根據氮氣可用排水法收集，說明氮氣難溶于水；
（2）根據鎂可以在氮氣中燃燒這一特殊性質分析回答；
（3）根據白磷燃燒消耗氧氣，使瓶內氣壓減小，氧氣約占空氣總體積的

1

5

進行解答．

解答：解：[查閱資料]根據質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變，由于空氣中無氯元素，所以燃燒產物中一定不存在氯化鎂；
[提出猜想]空氣中含有氮氣，在空氣中點燃鎂條時，生成的白色固體物質中夾雜著少量的淡黃色固體，而氮化鎂為淡黃色，所以淡黃色的固體可能是鎂與空氣中的氮氣反應生成的；
[實驗探究]由于在純氧氣中燃燒鎂條只生成白色固體氧化鎂，在純氮氣中燃燒鎂條只生成淡黃色固體氮化鎂，將燃著的鎂條伸進（1）所收集的氮氣的瓶中，若鎂條繼續燃燒，且有淡黃色固體生成，則證明淡黃色固體是Mg₃N₂；
[實驗結論]鎂和氧氣在點燃的條件下燃燒生成氧化鎂，方程式為：2Mg+O₂

點燃  .

2MgO 鎂和氮氣在點燃的條件下反應生成氮化鎂，方程式：3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂；
[實驗反思]（1）圖示中是用排水法收集氮氣，說明氮氣難溶于水，這一性質不需發生化學變化就能表現出來，屬于物理性質；
（2）一般情況下，氧氣有助燃性，可以支持燃燒，而該題中顯示鎂在氮氣中也可以燃燒，所以啟示為：物質不一定只在氧氣中才能燃燒或氮氣通常不支持燃燒，但有時也能支持某些物質的燃燒；
（3）白磷燃燒消耗氧氣，使瓶內氣壓減小，氧氣約占空氣總體積的15，所以若始終關閉b，而打開c，則C中的水會被壓入B中，約占瓶體積的15；
故答案為：[查閱資料]空氣中不含有氯元素或空氣中無氯氣；
[提出猜想]Mg₃N₂；
[實驗探究]將燃著的鎂條伸進（1）所收集的氮氣的瓶中，若鎂條繼續燃燒，且有淡黃色固體生成，則證明淡黃色固體是Mg₃N₂；
[實驗結論]2Mg+O₂

點燃  .

2MgO；3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂；
[實驗反思]（1）氮氣難溶于水；
         （2）物質不一定只在氧氣中才能燃燒（合理均可）；
         （3）C中的水被倒吸入B中，進入水的體積約占B瓶的

1

5

．

點評：正確理解質量守恒定律的內容，了解燃燒的定義并能靈活應用是解決問題的關鍵，能較好考查應用知識、分析問題的能力．