Question

某校研究性學習小組用如圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗：

將鎂條燃燒、冷卻后打開止水夾．

【發(fā)現問題】

進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的30%．如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，則進入集氣瓶中水的體積應不超過其容積的21%，可現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的30%，根據空氣的組成，可推出減少的氣體中一定含有　　

【提出問題】

鎂條能與空氣中的氮氣發(fā)生化學反應嗎？

【探究實驗】

接著上述實驗，先拿開裝置中集氣瓶的膠塞，然后迅速把點燃的鎂條伸入含有剩余氣體的集氣瓶中．發(fā)現鎂條能在余下的氣體中劇烈燃燒．

【實驗結論】根據上述探究實驗，你得的結論是　　．

【查閱資料】

①根據資料，鎂條在氮氣中能燃燒并生成氮化鎂（Mg₃N₂）固體．氮化鎂中氮元素的化合價為　　，該反應的化學方程　　．

②鎂條除了能與氮氣反應，還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂．請你寫出該反應的化學方程式　　．

【實驗反思】通過以上探究，你認為燃燒　　（“一定”或“不一定”）要有氧氣參與．

Answer 1

【考點】實驗探究物質的性質或變化規(guī)律；有關元素化合價的計算；書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式；燃燒與燃燒的條件．

【專題】新信息篩選題；化學學習中的實驗思想；科學探究．

【分析】空氣成分探究實驗的變形，把熟悉紅磷換成了性質活潑的金屬鎂，藥品的更換而使實驗中的現象出現異常，對異�，F象的分析及造成異�，F象出現原因的分析，生成了對燃燒的重新認識．

【解答】解：【發(fā)現問題】若鎂條象紅磷一樣，只消耗空氣中的氧氣，則此探究實驗會得出和使用紅磷一樣的實驗結果：進入水的量不超過空氣中氧氣所占的體積分數21%；可現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的30%，假設氧氣全部反應，除氧氣外，被消耗的氣體體積占集氣瓶容積的9%，所以被消耗氣體占空氣的體積分數一定超過9%，只有氮氣符合要求

故答：氮氣；

【實驗結論】把點燃的鎂條伸進含有剩余氣體的集氣瓶中，發(fā)現鎂條能在余下的氣體中劇烈燃燒，說明鎂條能在氮氣中燃燒．故答案為：鎂條能在氮氣中燃燒；

【查閱資料】①根據氮化鎂的化學式Mg₃N₂計算其中N元素化合價，根據化合物中正負元素化合價代數和為零，鎂為+2價，假設N元素化合價為x，則有：（+2）×3+2x=0，解得x=﹣3；鎂條在氮氣中能燃燒并生成氮化鎂（Mg₃N₂）固體，反應的化學方程式3Mg+N₂ Mg₃N₂．故答案為：﹣3；3Mg+N₂ Mg₃N₂；

②鎂在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應的化學方程式是2Mg+CO₂C+2MgO；故答案為：2Mg+CO₂C+2MgO；

【實驗反思】通過以上探究，可以得出燃燒不一定非要有氧氣參加；故答案為：不一定．

【點評】實驗室探究空氣成分不選擇鎂做燃料，因為鎂條燃燒時不但消耗氧氣而且還會消耗空氣中的氮氣．