Question

【題目】（2018唐山路南區二模）興趣小組用如圖1、2所示進行鎂條在空氣中燃燒的實驗。圖1實驗中，當燃燒停止、冷卻后打開彈簧夾，進入集氣瓶中水的體積約占瓶內原液面以上容積的70%。圖2實驗中，發現鎂條燃燒除生成白色固體外，還生成少量淡黃色固體。

（問題與思考）（1）圖1實驗說明鎂條與氮氣發生了反應，依據是：_____。

（2）圖2實驗中淡黃色固體除含鎂元素外還有什么元素？

（查閱資料）①鎂能與氮氣劇烈反應生成黃色的氮化鎂固體；

②氮化鎂可與水劇烈反應產生氨氣。

（作出猜想）圖2實驗中淡黃色固體是氮化鎂。

（實驗一）按圖3進行實驗，取少量圖2實驗中淡黃色固體放入B燒杯中，觀察到B燒杯中產生白色沉淀并有氣泡產生，A燒杯中無色酚酞溶液變成_____色。確定淡黃色固體中含有氮元素，理論依據是_____。

（實驗二）將實驗一中的白色沉淀分離、洗滌后加入稀鹽酸，沉淀溶解，在老師的指導下進一步確定白色沉淀為氫氧化鎂。寫出沉淀溶解過程中發生反應的化學方程式_____。

（推理）已知氮化鎂與水反應過程中沒有元素化合價的改變，試寫出氮化鎂的化學式_____。

（討論交流）（1）同學們都知道空氣中氮氣與氧氣的體積比，圖2實驗中生成的氧化鎂卻遠多于氮化鎂，請你解釋其原因_____。

（2）鎂條在空氣中久置表面會變黑，欲進一步證明鎂條表面的黑色物質中含有碳酸鹽，所需的試劑是_____。

Answer 1

【答案】進入集氣瓶中水的體積約占瓶內原液面以上容積的70% 紅 化學反應前后元素種類不變（或質量守恒定律） Mg（OH）2＋2HCl=MgCl2＋2H2O Mg3N2 氧氣比氮氣的化學性質活潑 稀鹽酸（或稀硫酸）和澄清石灰水

【解析】

【問題與思考】空氣中氧氣的體積約占空氣的五分之一，若鎂只與氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積約為集氣瓶內空氣的五分之一，而進入集氣瓶中水的體積約占瓶內原液面以上容積的70%，說明鎂與空氣的主要成分氮氣發生了反應。【實驗一】氨氣溶于水，所得溶液呈堿性，能使酚酞溶液變紅；化學反應前后元素種類不變，所以可確定淡黃色固體中含有氮元素。【實驗二】氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和水，反應的化學方程式為Mg（OH）2＋2HCl=MgCl2＋2H2O。【推理】氫氧化鎂中鎂元素為＋2價，氨氣中氮元素為－3價，氮化鎂與水反應沒有元素化合價的變化，所以氮化鎂的化學式為Mg3N2.【討論交流】（1）氧氣比氮氣的化學性質活潑，所以雖然空氣中氮氣含量高，但鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂的質量要遠多于氮化鎂的質量。（2）驗證碳酸鹽的方法是加入稀鹽酸（或稀硫酸）后看是否產生二氧化碳氣體，所以所需試劑為稀鹽酸（或稀硫酸）和澄清石灰水。