Question

15．某興趣小組為驗證質量守恒定律，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2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO．
（2）小明發(fā)現(xiàn)燃燒產物的質量大于反應物鎂條的質量，認為這個反應不遵循質量守恒定律．我不同意（“同意”或“不同意”）小明的觀點，因為空氣中的氧氣和鎂反應生成了氧化鎂．
（3）小紅按如圖1裝置改進實驗，驗證了質量守恒定律，卻發(fā)現(xiàn)產物中還有少量黃色固體．
【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鎂能與氮氣劇烈反應生成黃色的氮化鎂（Mg₃N₂）固體；
③氮化鎂可與水劇烈反應產生氨氣，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．
【做出猜想】黃色固體是Mg₃N₂
【實驗探究】請設計實驗，驗證猜想

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結論[
把黃色固體放入試管中，加入適量的水，在試管口放濕潤的紅色石蕊試紙	實驗現(xiàn)象：產生氣泡，紅色石蕊試紙變藍； 實驗結論：黃色固體是Mg3N2

（4）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2所示的裝置；另準備一只有一根銅絲穿過的橡皮塞，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，觀察到廣口瓶內水面上升的體積約占瓶內水面原上方空間的五分之一左右．
步驟③：往水槽中加水使廣口瓶內外水面相平；點燃鎂條，迅速更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內繼續(xù)燃燒，放出熱量；待冷卻后廣口瓶內水位繼續(xù)上升．
A．步驟②的目的是使氧氣完全反應．寫出紅磷在氧氣中燃燒的化學方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅
B．在步驟③“待冷卻后廣口瓶內水位繼續(xù)上升”是由于瓶內氣壓小于（選填“大于”“小于”或“等于”）外界氣壓
C．寫出鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂
【反思與交流】
（5）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的質量卻大于Mg₃N₂．請給出合理的解釋相同條件下，鎂更容易和氧氣反應．

Answer 1

分析 化學反應遵循質量守恒定律，即參加反應的物質的質量之和，等于反應后生成的物質的質量之和．                                
化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變，原子質量不變．

解答 解：（1）鎂條與氧氣反應的化學方程式為：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO．
故填：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO．
（2）小明發(fā)現(xiàn)燃燒產物的質量大于反應物鎂條的質量，認為這個反應不遵循質量守恒定律．我不同意小明的觀點，因為空氣中的氧氣和鎂反應生成了氧化鎂．
故填：不同意；空氣中的氧氣和鎂反應生成了氧化鎂．
（3）設計實驗，驗證猜想如下表所示：

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結論
把黃色固體放入試管中，加入適量的水，在試管口放濕潤的紅色石蕊試紙	實驗現(xiàn)象：產生氣泡，紅色石蕊試紙變藍； 實驗結論：黃色固體是Mg3N2

（4）待充分冷卻，觀察到廣口瓶內水面上升的體積約占瓶內水面原上方空間的五分之一左右；
步驟②的目的是使氧氣完全反應，紅磷在氧氣中燃燒的化學方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
在步驟③“待冷卻后廣口瓶內水位繼續(xù)上升”是由于瓶內氣壓小于外界氣壓；
鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學方程式為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
故填：五分之一；使氧氣完全反應；4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅；小于；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
（5）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的質量卻大于Mg₃N₂，合理的解釋是相同條件下，鎂更容易和氧氣反應．
故填：相同條件下，鎂更容易和氧氣反應．

點評 化學反應遵循質量守恒定律，即化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數(shù)不變，這是書寫化學方程式、判斷物質的化學式、判斷化學計量數(shù)、進行相關方面計算的基礎．