Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組做鎂在空氣中燃燒實驗時，發(fā)現(xiàn)生成物中有黑色固體．針對這一現(xiàn)象，他們開展了如下探究活動．請仔細閱讀并完成下列探究報告。

【探究目的】探究鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生的黑色固體是鎂與空氣中什么物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的。

【分析猜想】分析空氣中各種成分，尋找猜想依據(jù)：

空氣成分之一：氧氣；

空氣成分之二：__________； 化學(xué)性質(zhì)很不活潑，幾乎不與其它物質(zhì)反應(yīng)。

空氣成分之三：水蒸氣；打磨光亮的鎂帶放入沸水中，表面會附有白色固體并產(chǎn)生大量氣泡；如果將鎂帶放到水蒸氣中，也會發(fā)生上述反應(yīng)，但產(chǎn)生的不是黑色固體。

空氣成分之四：氮氣或二氧化碳。

【實驗一】鎂帶與氧氣的反應(yīng)

(一)制取氧氣并對實驗室制備氧氣的條件進行如下探究實驗。

甲探究了影響雙氧水分解速度的某種因素。實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

	雙氧水的質(zhì)量	雙氧水的濃度	MnO2的質(zhì)量	相同時間內(nèi)產(chǎn)生O2體積
Ⅰ	50.0g	1%	0.1g	9 mL
Ⅱ	50.0g	2%	0.1g	16 mL
Ⅲ	50.0g	4%	m	31 mL

(1)第Ⅲ次實驗中，選擇的二氧化錳的質(zhì)量m的值為________

(2)本實驗中，測量O2體積的裝置可選擇下圖中___________(選填“a”、“b”、“c”)

(3)乙用d圖裝置進行實驗，通過比較_______________________也能達到實驗?zāi)康摹?/span>

實驗結(jié)論：在相同條件下，___________________________，雙氧水分解得越快。

(二)燃燒鎂帶，觀察現(xiàn)象

將鎂帶打磨光亮，點燃，伸入盛滿氧氣的集氣瓶中，產(chǎn)生大量白煙，生成白色固體。

實驗結(jié)論：鎂與氧氣反應(yīng)生成白色的氧化鎂。

【實驗二】鎂帶與氮氣的反應(yīng)

(一)獲取氮氣

(1)把空氣液化，然后蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮氣．這種方法屬于_________ (選填“物理”或“化學(xué)”)方法，但在實驗室里空氣不易被液化。

(2)以下是獲取氮氣的方法及裝置，其中得到氮氣較純的是____(填字母)(NaOH溶液可用來吸收CO2)

(二)燃燒鎂帶，觀察現(xiàn)象

將鎂帶打磨光亮，點燃，伸入盛氮氣的集氣瓶中，瓶內(nèi)壁附著一層淡黃色的固體。

實驗結(jié)論：鎂與氮氣在點燃的條件下發(fā)生化合反應(yīng)生成淡黃色的氮化鎂(Mg3N2),該反應(yīng)的文字或符號表達式是 _________________。

【探究結(jié)論】根據(jù)以上信息，可以推理得出鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生的黑色固體是鎂與空氣中_______________反應(yīng)產(chǎn)生的。

【交流與反思】如果用足量的鎂替代紅磷進行空氣組成實驗，實驗測得氧氣體積與氧氣所占空氣真實比例相比較會______(偏大、偏小或相等)。

Answer 1

【答案】 稀有氣體 0.1g C 相同時間里減少的質(zhì)量 雙氧水的濃度越大 物理 B 鎂+氮氣二氮化三鎂（或Mg+O2Mg3N2） CO2 【答題空10】偏大

【解析】【分析猜想】空氣成分之二：根據(jù)稀有氣體化學(xué)性質(zhì)很不活潑，幾乎不與其它物質(zhì)反應(yīng)解答；【實驗一】(一) (1)根據(jù)控制變量法分析解答；(2)根據(jù)采用萬能瓶用排水法收集氣體應(yīng)長進短出解答；(3) 乙用d圖裝置進行實驗，通過比較總質(zhì)量減少的快慢也能達到實驗?zāi)康?/span>；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知：在相同條件下，過氧化氫的濃度越大，雙氧水分解得越快；【實驗二】(一) (1)根據(jù)是否有新物質(zhì)生成，確定利用的是物理方法還是化學(xué)方法；(2)將空氣中的氧氣除去，得到較純凈的氮氣，所選除氧劑要具備以下特征①本身能在空氣中燃燒，②本身的狀態(tài)為非氣體，③生成的物質(zhì)為非氣態(tài)；(二)根據(jù)鎂與氮氣在點燃的條件下發(fā)生化合反應(yīng)生成淡黃色的氮化鎂解答；【探究結(jié)論】根據(jù)鎂與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳解答；【交流與反思】根據(jù)鎂既與氧氣反應(yīng)又能與氮氣反應(yīng)，還能與二氧化碳反應(yīng)分析解答。【分析猜想】空氣成分之二：空氣中稀有氣體化學(xué)性質(zhì)很不活潑，幾乎不與其它物質(zhì)反應(yīng)；【實驗一】(一) (1)根據(jù)控制變量法可知，需要控制的變量是雙氧水的濃度，故m的值為0.1g；(2) 用萬能瓶采用排水法收集氣體應(yīng)長進短出，故本實驗中，測量O2體積的裝置可選擇下圖中C裝置；(3) 乙用d圖裝置進行實驗，通過比較相同時間里減少的質(zhì)量也能達到實驗?zāi)康摹�實驗結(jié)論：在相同條件下，雙氧水的濃度越大，雙氧水分解得越快；【實驗二】(一) (1) 把空氣液化，然后蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮氣，分離過程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理方法；(2) 根據(jù)除去氧氣的物質(zhì)生成的產(chǎn)物的的不同，可知磷燃燒生成固體五氧化二磷，而碳和硫燃燒生成氣體二氧化碳和二氧化硫使氣體不純凈，故選擇B；(二) 鎂與氮氣在點燃的條件下發(fā)生化合反應(yīng)生成淡黃色的氮化鎂(Mg3N2)，該反應(yīng)的文字或符號表達式是鎂+氮氣二氮化三鎂（或Mg+O2Mg3N2）；【探究結(jié)論】根據(jù)以上信息，可以推理得出鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生的黑色固體是鎂與空氣中CO2反應(yīng)產(chǎn)生的；【交流與反思】如果用足量的鎂替代紅磷進行空氣組成實驗，由于鎂既與氧氣反應(yīng)又能與氮氣反應(yīng)，還能與二氧化碳反應(yīng)，故實驗測得氧氣體積與氧氣所占空氣真實比例相比較會偏大。