Question

2．某校研究性學(xué)習(xí)小組用如圖1裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)．燃燒、冷卻后打開(kāi)止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%．

（1）燃燒、冷卻后打開(kāi)止水夾，水能進(jìn)入集氣瓶的原因是瓶?jī)?nèi)氣體減少，導(dǎo)致壓強(qiáng)減小，水沿導(dǎo)管進(jìn)入瓶?jī)?nèi)．
（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過(guò)其容積的21%，現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的 70%，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中還一定有氮?dú)猓?br />【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題】該氣體是怎樣減少的呢？
【假設(shè)一】氮?dú)馀c鎂條反應(yīng)而減少
【假設(shè)二】氮?dú)馊苡谒�而減少．
【查閱資料】鎂條是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，在氮?dú)庵心苋紵�，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂），鎂條還可以在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂．請(qǐng)寫(xiě)出其中一個(gè)反應(yīng)的文字表達(dá)式鎂+二氧化碳$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$碳+氧化鎂．
【結(jié)論】通過(guò)以上探究得出燃燒不一定需要氧氣或二氧化碳不一定能來(lái)滅火等．
【實(shí)驗(yàn)拓展】
（3）如圖2是“鐵絲在氧氣中燃燒”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置．實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)分液漏斗活塞，通入干燥氧氣約10秒，引燃鐵絲下端火柴，伸入塑料瓶?jī)?nèi)，并對(duì)準(zhǔn)玻璃管口正上方，觀察到的現(xiàn)象是：鐵絲劇烈燃燒，火星四射，鐵絲燃燒的文字或符號(hào)表達(dá)式為鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵．
（4）此實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是①②③．
A．氧氣無(wú)需提前制備和收集，操作更方便．
B．塑料瓶代替集氣瓶，防止集氣瓶炸裂，更安全．
C．裝置集氧氣的制取、干燥、性質(zhì)于一體，實(shí)驗(yàn)更優(yōu)化．

Answer 1

分析 （1）鎂燃燒消耗瓶?jī)?nèi)氣體生成固體物質(zhì)，瓶?jī)?nèi)氣體減少，壓強(qiáng)減��；
（2）氧氣約占空氣體積分?jǐn)?shù)的21%，而氮?dú)庹?8%，從而可判斷只消耗氧氣時(shí)，氣體減少原體積的21%；而氣體減少達(dá)70%時(shí)，大部分氣體被消耗，說(shuō)明減少的氣體已不完全為氧氣了，還應(yīng)消耗了占空氣78%的部分氮?dú)�；這只能說(shuō)明是空氣中的某些氣體和鎂反應(yīng)了，或是空氣中的某些成分在該環(huán)境中發(fā)生了反應(yīng)，據(jù)此可以提出假設(shè)二；③已知反應(yīng)物和生成物，則可寫(xiě)出鎂在二氧化碳中燃燒的文字表達(dá)式．燃燒不一定需要氧氣，鎂與氮?dú)夂投�氧化碳都能發(fā)生燃燒．
（3）點(diǎn)燃條件下，鐵能夠在氧氣中劇烈地燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體．
（4）根據(jù)改進(jìn)后的裝置特點(diǎn)來(lái)分析．

解答 解：（1）鎂條燃燒時(shí)會(huì)與空氣中的氧氣反應(yīng)生成固體氧化鎂，致使瓶?jī)?nèi)氣體減少壓強(qiáng)減小，水在大氣壓作用下進(jìn)入瓶中；
（2）由于氧氣只占空氣體積的21%，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，瓶?jī)?nèi)氣體只能減少原體積的21%，所以進(jìn)入水的體積最多不超過(guò)其容積的21%；實(shí)驗(yàn)中進(jìn)入瓶中水的體積達(dá)70%，說(shuō)明反應(yīng)消耗空氣的體積為70%，因此已不是僅消耗氧氣了，還應(yīng)消耗部分氮?dú)�；根�?jù)反應(yīng)物和生成物，則可寫(xiě)出鎂在二氧化碳中燃燒的文字表達(dá)式為：鎂+二氧化碳$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$碳+氧化鎂．鎂與氮?dú)夂投�氧化碳都能發(fā)生燃燒，說(shuō)明燃燒不一定需要氧氣．
（3）鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，反應(yīng)的文字表達(dá)式：鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵；
（4）實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)后，氧氣無(wú)需提前制備和收集，操作更方便；塑料瓶代替集氣瓶，防止集氣瓶炸裂，更安全；裝置集氧氣的制取、干燥和性質(zhì)驗(yàn)證一體，實(shí)驗(yàn)更優(yōu)化．故填：①②③．
故答案為：（1）瓶?jī)?nèi)氣體減少，導(dǎo)致壓強(qiáng)減小，水沿導(dǎo)管進(jìn)入瓶?jī)?nèi)；（2）21；氮?dú)�；氮�(dú)馀c鎂條反應(yīng)而減少；鎂+二氧化碳$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$碳+氧化鎂．燃燒不一定需要氧氣或二氧化碳不一定能來(lái)滅火等；（3）鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵；（4）①②③．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)對(duì)空氣組成成分的認(rèn)識(shí)，利用鎂的性質(zhì)及題中資料信息考查獲得信息解決問(wèn)題的能力．