Question

【題目】某興趣小組為驗證質(zhì)量守恒定律，做了鎂條在空氣中燃燒的實驗。

（1）請寫出鎂條與氧氣反應的化學方程式_____，小明認為根據(jù)質(zhì)量守恒定律，燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量應大于反應物鎂條的質(zhì)量。待鎂條完全燃燒后，稱量發(fā)現(xiàn)石棉網(wǎng)上的燃燒產(chǎn)物質(zhì)量比反應前鎂條質(zhì)量還小，其主要原因是_____。

（2）小紅按下圖1裝置改進實驗，驗證了質(zhì)量守恒定律，卻發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中還有一些黃色固體。

提出問題：黃色固體是什么呢?

查閱資料：①氧化鎂為白色固體；②鎂條能在氮氣中燃燒生成黃色的氮化鎂（Mg3N2）固體；③氮化鎂可與水反應生成氨氣，氨氣能使酚酞溶液變紅。

做出猜想：黃色固體為Mg3N2

實驗探究：按照圖2所示，取燃燒產(chǎn)物于燒杯B中，加入適量水，然后用大燒杯罩住小燒杯A和B。當觀察到_____現(xiàn)象時，可說明燃燒產(chǎn)物中含Mg3N2。

反思與交流：空氣中N2的含量遠大于O2的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO卻遠多于Mg3N2，請給出合理解釋_____。

拓展延伸：為了證明鎂可在氮氣中燃燒生成氮化鎂，小紅又設計了如下方案進行驗證：步驟①:用盛水的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發(fā)皿、橡皮塞等裝配成如圖3所示的裝置;另準備一只有銅絲穿過的橡皮塞，銅絲末端固定一根鎂條。

步驟②:引燃燃燒匙中足量的紅磷，塞好橡皮塞，待充分冷卻，觀察到廣口瓶內(nèi)水面上升。

步驟③:往水槽中加水使廣口瓶內(nèi)外水面相平，點燃鎂條，迅速更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內(nèi)繼續(xù)燃燒，放出熱量，待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升。

（3）步驟②的目的是_____。

（4）寫出鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學方程式_____

Answer 1

【答案】2Mg+O22MgO 部分反應產(chǎn)物擴散到空氣中 A中酚酞溶液變紅 相同條件下，氧氣的化學性質(zhì)比氮氣活潑 排除氧氣的干擾 3Mg+N2Mg3N2

【解析】

（1）鎂條與氧氣在點燃的條件下反應生成氧化鎂，反應的化學方程式為：2Mg+O22MgO；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量應大于反應物鎂條的質(zhì)量，鎂條完全燃燒后，稱量發(fā)現(xiàn)石棉網(wǎng)上的燃燒產(chǎn)物質(zhì)量反而比反應前鎂條質(zhì)量小，其主要原因是部分反應產(chǎn)物擴散到空氣中，即反應過程中部分氧化鎂擴散到了空氣中。故填：2Mg+O22MgO；部分反應產(chǎn)物擴散到空氣中。

（2）[實驗探究]如圖，取燃燒產(chǎn)物于燒杯B中，加入適量水，然后用大燒杯罩住小燒杯A和B，實驗過程中A中酚酞溶液變紅，說明B中產(chǎn)生了氨氣，進一步說明燃燒產(chǎn)物中含Mg3N2，故填：A中酚酞溶液變紅；

[反思與交流]空氣中N2的含量遠大于O2的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO卻遠多于Mg3N2，這是因為相同條件下，氧氣的化學性質(zhì)比氮氣活潑。
故填：相同條件下，氧氣的化學性質(zhì)比氮氣活潑。

[拓展延伸]（3）氧氣可以和鎂反應，所以要能夠準確的判斷出鎂確實與氮氣發(fā)生了反應，必須先排除氧氣的干擾；故填：排除氧氣的干擾；
（4）鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學方程為：3Mg+N2Mg3N2．故填：3Mg+N2Mg3N2。