Question

鎂帶在空氣中充分燃燒后，會產生一些灰白色固體（以下簡稱A樣品）．為了弄清A樣品的成分，小明、小亮、小紅三位同學分別進行了如下實驗探究：

【實驗與探究】
小明：（見圖1）用分析天平稱取三份經砂紙打磨的鎂帶，分別在空氣中充分燃燒，待燃燒產物冷卻后，稱重．相關數據見下表

	反應前鎂帶的質量	反應的固體產物的質量
第一次	2.4046g	3.8854g
第二次	2.4024g	3.8839g
第三次	2.4063g	3.8857g

分析：2.4024g Mg在足量純氧中燃燒，理論上應生成______g MgO．結合表中數據，可推斷A樣品中，除MgO外______（填“存在”或“不存在”）其他物質．
小亮：（見圖2）取少量A樣品于試管中，加少量水，出現白色沉淀，微熱，發現有使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體生成，則此氣體是______ （填化學式）繼續加足量水，仔細觀察發現試管中除白色沉淀外，還有極少量的黑色不溶物．結合空氣組成，小亮推測A樣品應有MgO、______、______（填化學式）三種物質．
小紅：（見圖3）先用足量的紅磷做燃燒實驗，冷卻后，打開止水閥，結果發現燒杯中的水倒流入廣口瓶中，倒流入的水的體積與廣口瓶容積之比約為______，此時瓶中剩余氣體的主要成分為______（填化學式）；關閉止水閥，取出連帶橡皮塞的燃燒匙，迅速塞上備用橡皮塞，向燃燒匙中加入鎂帶并引燃，取下備用橡皮塞，將燃燒匙迅速插入瓶中，并將橡皮塞塞緊，發現鎂帶繼續燃燒，產生黃色火焰，冷卻后，打開止水閥，結果發現燒杯中的水依然倒流入廣口瓶中．小紅的結論是______．
【交流與思考】
1、小明的探究實驗中，假如鎂帶未用砂紙打磨，則會不會給他的分析結果帶來影響？請簡述理由______．
2、綜合上述探究，嘗試寫出鎂條在空氣中燃燒的有關化學方程式______ 2MgO，2Mg+CO₂2MgO+C，3Mg+N₂Mg₃N₂

Answer 1

【答案】分析：根據化學方程式的計算，由一種反應物，可以求生成物的質量；根據空氣的成分一般是固定的．它的成分按體積分：N₂占78%，O₂占21%，二氧化碳占0.03%，稀有氣體占0.94%，其他氣體和雜質占0.03%．進行分析解答本題．
解答：解：小明：設 2.4024 g Mg在足量純氧中燃燒，理論上應生成MgO的質量是 x
2Mg+O₂2MgO
48            80
2.4024g      x       由此可得=
解得：x=4.004g；
結合表中數據，可推斷所得固體中，除MgO外還有即存在其他物質；
小亮：取樣品于試管中，加少量水，出現白色沉淀，微熱，發現有使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體生成，證明該氣體為堿性氣體，就說明是氨氣，根據空氣的成分一般是固定的，氨氣是由鎂和空氣中氮氣反應生成的產物是氮化鎂，也可推測極少量的黑色不溶物可能是碳．所以，A樣品應有MgO、Mg₃N₂、C 三種物質；
小紅：先用足量的紅磷與集氣瓶中氧氣完全燃燒，根據空氣的組成氮氣約占體積的 ，氧氣約占體積的 ，冷卻后，倒流人的水的體積與廣口瓶容積之比約1：5；則瓶中剩余氣體的主要成分為氮氣；發現鎂帶在剩余的氣體中繼續燃燒，產生黃色火焰，冷卻后，打開止水閥，結果發現燒杯中的水依然倒流人廣口瓶中，由此推測小紅的結論是鎂帶能在氮氣中燃燒；
【交流與思考】
①假如鎂帶未用砂紙打磨，則會給他的分析結果帶來影響，因為鎂與空氣中的氧氣反應生成了氧化鎂覆蓋在鎂的表面上，使分析結果偏小；
②點燃鎂時，鎂與空氣中的氧氣、二氧化碳、氮氣發生了反應，所以，反應的反應有2Mg+O₂2MgO，2Mg+CO₂2MgO+C，3Mg+N₂Mg₃N₂
故答為：小明：4.004，存在；小亮：NH₃，Mg₃N₂ C；小紅：1：5，N₂，鎂帶能在氮氣中燃燒；
【交流與思考】①會，因為鎂與空氣中的氧氣反應生成了氧化鎂覆蓋在鎂的表面上，使分析結果偏小；
②2Mg+O₂2MgO，2Mg+CO₂2MgO+C，3Mg+N₂Mg₃N₂
點評：本題考查學生對空氣的組成成分的掌握，并應用到實際的解題當中．