Question

氮化鎂“跑”到哪兒去了
小李老師發現，在空氣中直接點燃鎂條，根本觀察不到鎂與氮氣反應的現象，產物中也檢驗不出氮化鎂．生成的氮化鎂究竟“跑”到哪兒去了？于是，他對該問題進行了探究．
1、儀器、藥品
儀器：水槽、鐘罩（內徑15厘米、容積約為2300毫升）、

 

、單孔塞、粗銅絲、小試管、蒸發皿（直徑9.3厘米）
藥品：鎂條、蒸餾水、紅色石蕊試紙
2、儀器裝置
3、步驟、現象
（1）如圖1所示，將一蒸發皿浮于水面，通過燃燒的紅磷除去鐘罩內的氧氣，待充分冷卻，觀察到鐘罩內的水面上升了原水面上方容積的1/5，得到了較為純凈的氮氣．
（2）往水槽內慢慢注水，使鐘罩內外水面持平．
（3）在一單孔塞上固定一家用保鮮薄膜袋，另一端插入一粗銅絲，銅絲下端懸掛一約25厘米長繞成螺旋狀的光亮的鎂條．
（4）如圖2所示，點燃鎂條，同時拔出插有燃燒匙的塞子，立刻將燃燒著的鎂條伸入鐘罩內，并塞緊單孔塞．可觀察到鎂條與剛混入的少量氧氣劇烈反應，冒出大量的白煙，發出耀眼的白光，放出的熱使鐘罩內的氣體體積迅速膨脹，一會兒光的強度在減弱，變成了紅光．
（5）燃燒停止后，鐘罩內的水面立刻上升，上端的內壁出現淡黃色粉未（氮化鎂

 

所致）．
（6）打開單孔塞，移走鐘罩，把蒸發皿內的灰分轉移至小試管內，加入1毫升蒸餾水，在試管口平放一濕潤的紅色石蕊試紙，加熱到沸騰，可觀察到紅色石蕊試紙變藍，反應方程式為：Mg₃N₂+6H₂O?3Mg（OH）₂↓+2NH₃↑．
認真閱讀以上材料，并回答以下問題：
①小李老師在裝置中選用的是小氣球還是家用保鮮袋？理由是什么？
②用什么詞代替符號②，可以對氮化鎂出現在鐘罩內壁上端的現象作出解釋？
③實驗步驟（2）中，為什么要“往水槽內慢慢注水，使鐘罩內外水面持平”？
④有人認為“Mg₃N₂在800℃時可分解成Mg和N₂，Mg燃燒的火焰溫度高于800℃，那么即使有Mg₃N₂生成，生成的Mg₃N₂也會分解，即燃燒的最終產物是MgO”；有人在理論上計算出“在500℃時，生成氧化鎂與氮化鎂的質量之比為10⁸：1”．那么，請你談談“在空氣中直接點燃鎂條，根本觀察不到鎂與氮氣反應的現象，產物中也檢驗不出氮化鎂”的原因．

Answer 1

分析：家用保鮮袋可以防止因為反應放熱使氣體急劇膨脹，從而可能導致實驗失敗．氮化鎂受熱容易升華．往水槽內慢慢注水，使鐘罩內外水面持平是為了使鈡罩內外的氣體壓強相等．鎂在空氣中燃燒時生成的氮化鎂很少，不容易檢測出來．

解答：解：①家用保鮮袋．理由是：可以防止因為反應放熱使氣體急劇膨脹，從而導致實驗失敗．
②上端的內壁出現淡黃色粉末是因為氮化鎂受熱容易升華，溫度降低凝華所致．故填：升華．
③“往水槽內慢慢注水，使鐘罩內外水面持平”是為了使鈡罩內外的氣體壓強相等．
④因為在空氣中直接點燃鎂條，生成氮化鎂的量很少，且在高溫下生成的氮化鎂極易升華，所以在空氣中直接點燃鎂條，觀察不到鎂與氮氣反應的現象，產物中也檢驗不出氮化鎂．

點評：解答本題的關鍵是要充分理解鎂的性質，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．