Question

15．某科學(xué)興趣小組查閱資料得知鎂可在氮?dú)庵腥紵�生成氮化鎂（Mg₃N₂），設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行驗(yàn)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所示的裝置；另準(zhǔn)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(nèi)水面上升的體積約占瓶內(nèi)水面原上方空間的$\frac{1}{5}$左右．
步驟3：往水槽中加水使廣口瓶內(nèi)外水面相平；點(diǎn)燃鎂條，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．回答下列問題：
（1）步驟2的目的是除去廣口瓶中的氧氣，便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
（2）在步驟3“待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升”是由于瓶內(nèi)氣壓小于（選填“大于”“小于”或“等于”）外界氣壓．
（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)和你所學(xué)的知識(shí)，請(qǐng)寫出鎂在空氣中燃燒時(shí)的文字表達(dá)式：鎂+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$氧化鎂、鎂+氮?dú)?\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$氮化鎂
（4）氮化鎂（Mg₃N₂）中，氮元素的化合價(jià)為-3．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢灾�道是�?yàn)證氮?dú)饪梢院玩V反應(yīng)的，所以要排除氧氣干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，據(jù)此可以完成該題的解答并寫出反應(yīng)的方程式；
（2）廣口瓶中的水位上升，說明瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強(qiáng)差，可以據(jù)此答題；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可以寫出文字表達(dá)式進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)化合物中各元素的化合價(jià)的代數(shù)和為0進(jìn)行解答．

解答 解：（1）氧氣可以和鎂反應(yīng)，所以要能夠準(zhǔn)確的判斷出鎂確實(shí)與氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)，必須先排除氧氣的干擾；
（2）廣口瓶中的水位上升，說明瓶內(nèi)的壓強(qiáng)小于外界大氣壓，由于氧氣已被消耗掉，所以同時(shí)也說明了鎂和氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷鎂在空氣中可以和氧氣及氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)，所以可以寫出這兩個(gè)反應(yīng)的文字表達(dá)式分別為：鎂+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$氧化鎂；鎂+氮?dú)?\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$氮化鎂；
（4）氮化鎂（Mg₃N₂）中，鎂元素的化合價(jià)為+2價(jià)，所以氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)．
故答案為：（1）除去廣口瓶中的氧氣，便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
（2）小于；
（3）鎂+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$氧化鎂、鎂+氮?dú)?\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$氮化鎂；
（4）-3．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于信息題的考查，可以依據(jù)題目提供的信息結(jié)合磷燃燒，鎂的燃燒等相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行分析得出結(jié)論，難度不大．