Question

【題目】（1）小明為驗證質量守恒定律，做了鎂粉在空氣燃燒的實驗（如圖1），該反應的化學方程式是________。實驗結束，他發現鎂粉在空氣中充分燃燒后，產物中還有少量黃色固體。為了弄清黃色固體的成分，小明進行了如下實驗探究：

（2）（查資料1）

鎂能與氮氣劇烈反應生成黃色的氮化鎂（Mg3N2）固體。

氮化鎂可與水劇烈反應產生氨氣，該氣體能是濕潤的紅色石蕊試紙變藍。

（設計實驗）小明用圖2所示的實驗（部分操作沒有畫出），驗證黃色固體為Mg3N2， 請完成下列實驗報告。

（交流與思考）小明發現久置的鎂條上有一層灰黑色的“外衣”，這層灰黑色的外衣是什么物種呢？他叫來了小亮、小紅一起進行了實驗探究：

操作步驟	實驗現象	實驗結論
取少量黃色固體于試管中，加入適量水，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	___________	黃色固體為Mg3N2

（3）（猜想）小明認為可能是MgO；小亮認為可能是Mg2（OH）2CO3；小紅認為可能是 Mg（OH）2。

小紅認為小明的猜想是錯誤的，其理由是________。

（4）（查閱資料2）

Mg（OH）2受熱分解產生兩種氧化物。

② Mg2（OH）2CO3受熱分解產生三種氧化物。

（實驗探究）小亮進行實驗（見圖3），發現試管口有液滴出現，澄清石灰水變渾濁，同時試管內生成白色固體。

（實驗分析）實驗后，小亮認為小紅的猜想也是錯誤的，其理由是________。

（5）（實驗反思）要驗證小亮的猜想，實際上只需證明黑色“外衣”想形成是否需要二氧化碳即可。為了證明這一猜想，需要進行如下圖所示實驗中的________（填序號，下同）和________。

Answer 1

【答案】2Mg+O22MgO試管中產生氣泡，濕潤的紅色石蕊試紙變藍MgO是白色固體澄清石灰水變渾濁，說明有CO2生成，而 Mg（OH）2中不含C元素A；D

【解析】

（1）鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂；

（2）根據氮化鎂的性質來分析解答；

（3）根據氧化鎂的顏色來分析；

（4）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；化學反應前后，元素種類不變；

（5）根據控制變量的方法來分析。

（1）在點燃的條件下，鎂粉在空氣中的氧氣生成氧化鎂，該反應的化學方程式為：2Mg+O22MgO；

（2）根據“鎂能與氮氣劇烈反應生成黃色的氮化鎂（Mg3N2）固體。氮化鎂可與水劇烈反應產生氨氣，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。”可知，若該黃色固體是氮化鎂，當取少量黃色固體于試管中，加入適量水，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，會觀察到試管中產生氣泡，濕潤的紅色石蕊試紙變藍；

（3）氧化鎂是白色固體，所以不可能是氧化鎂；

（4）石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，根據質量守恒定律可知反應物應存在碳元素，氫氧化鎂中不含有碳元素，所以小紅的猜想是錯誤的；

（5）要證明灰黑色“外衣”形成是否需要二氧化碳時，根據控制變量原理，應選擇一個有二氧化碳存在，另一個沒有二氧化碳存在以外，其他條件完全相同的兩組實驗，即A和D進行實驗對比。