Question

【題目】鎂是一種活潑的金屬，實(shí)驗(yàn)室長期露置的鎂帶表面常呈現(xiàn)灰黑色。化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為探究其組成，收集了鎂表面的灰黑色物質(zhì)，設(shè)計(jì)并完成了以下實(shí)驗(yàn)。

（查閱資料）

①灰黑色固體加熱易分解，產(chǎn)物均為氧化物。

②鎂條在空氣中燃燒可產(chǎn)生氧化鎂和氮化鎂，氧化鎂和氮化鎂都是白色。

（提出問題）

灰黑色物質(zhì)由哪些元素組成？

（做出猜想）

灰黑色物質(zhì)中含有鎂元素，結(jié)合空氣中的成分其可能含有碳、氫、氧、氮等元素。明明同學(xué)從物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)考慮，認(rèn)為灰黑色物質(zhì)中不會含有氮元素，他的理由是______。

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）

為驗(yàn)證灰黑色物質(zhì)是否含有碳、氫、氧元素，同學(xué)們設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：

方案一：程程同學(xué)取少量灰黑色物質(zhì)于試管中，滴加_______，將生成的氣體通入澄清石灰水中，觀察到_____，說明物質(zhì)中含有碳、氧元素。

方案二：琪琪同學(xué)取少量灰黑色物質(zhì)放入試管中進(jìn)行加熱分解，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，也證明了灰黑色物質(zhì)中含有碳、氧元素。

方案三：明明同學(xué)也取少量灰黑色物質(zhì)放入試管中，用酒精燈加熱，觀察到_________，說明灰黑色物質(zhì)中含有氫元素。

實(shí)驗(yàn)完成后，待試管冷卻，明明同學(xué)將試管取下，加入足量稀硫酸，發(fā)現(xiàn)大部分固體溶解，并有氣泡出現(xiàn)，請寫出氣體生成的一個化學(xué)反應(yīng)方程式_______。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）

灰黑色物質(zhì)中除含鎂元素外，還含有碳、氧、氫元素。

（拓展延伸）

琪琪同學(xué)認(rèn)為灰黑色物質(zhì)的形成與空氣的某些成分有關(guān)，她用圖乙裝置設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)，通過近一周的觀察，鎂條表面一直無變化，于是琦琦同學(xué)認(rèn)為灰黑色物質(zhì)的形成與空氣中的_______（填化學(xué)式）有關(guān)。

（實(shí)驗(yàn)拓展）

明明同學(xué)將充分鎂條打磨成光亮的銀白色后，利用如圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，可能的原因 _____。

Answer 1

【答案】氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑 稀鹽酸 澄清石灰水變渾濁 試管內(nèi)壁有水霧生成 Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑ CO2 鎂條在點(diǎn)燃的條件下與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)（鎂條能在氮?dú)庵腥紵��?/span>

【解析】

[做出猜想]

因?yàn)榈獨(dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，不能與鎂反應(yīng)，所以小明認(rèn)為灰黑色物質(zhì)中不會含有氮元素；

故填：氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑。

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]

方案一：由于碳酸鹽和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，且二氧化碳能和澄清石灰水反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣，所以程程取少量灰黑色物質(zhì)于試管中，滴加稀鹽酸，將生成的氣體通入澄清石灰水中，觀察到澄清石灰水變渾濁，說明物質(zhì)中含有碳、氧元素；

故填：稀鹽酸；澄清石灰水變渾濁。

方案三：因?yàn)闅湓�素能和氧元素結(jié)合生成水，所以小宇也取少量灰黑色物質(zhì)放入試管中，用酒精燈加熱，觀察到試管內(nèi)壁有水霧生成，說明灰黑色物質(zhì)中含有氫元素；

故填：試管內(nèi)壁有水霧生成。

鎂和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，化學(xué)方程式為：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；

故填：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑。

[拓展延伸]

氫氧化鈉溶液能除去空氣中的二氧化碳反應(yīng)，屬于通過裝置乙可以看出，把空氣中的二氧化碳給除去了，通過近一周若的觀察，鎂條表面一直無變化，證明灰黑色物質(zhì)的形成與空氣中的CO2有關(guān)。

故填：CO2。

[實(shí)驗(yàn)拓展]

利用如圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，可能的原因鎂條在點(diǎn)燃的條件下不僅消耗了空氣中的氧氣，還與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)，瓶內(nèi)氣壓減小的比較多，使得進(jìn)入集氣瓶中水的體積大于21%。

故填：鎂條在點(diǎn)燃的條件下與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生了反應(yīng)（鎂條能在氮?dú)庵腥紵�）�?/span>