Question

20．某興趣小組為驗證質(zhì)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(chǎn)物的質(zhì)量大于反應物鎂條的質(zhì)量，認為這個反應不遵循質(zhì)量守恒定律．我不同意（“同意”或“不同意”）小明的觀點，因為因為鎂和氧氣的總質(zhì)量等于氧化鎂的質(zhì)量，因此燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量大于反應物鎂條的質(zhì)量．
（3）小紅按圖1裝置改進實驗，驗證了質(zhì)量守恒定律，卻發(fā)現(xiàn)產(chǎn)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(chǎn)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(shè)計實驗，驗證猜想

實驗操作	實驗現(xiàn)象及結(jié)論
把一定量的氮化鎂放入試管中，然后加入適量的水，把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	有大量氣泡冒出，濕潤的紅色石蕊試紙變藍，因此黃色固體是Mg3N2

（4）為了證明鎂可在氮氣中燃燒生成氮化鎂，小紅又設(shè)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(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；點燃鎂條，迅速更換橡皮塞，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．
A．步驟②的目的是使氧氣充分反應．寫出紅磷在氧氣中燃燒的化學方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2P₂O₅
B．在步驟③“待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升”是由于瓶內(nèi)氣壓小于（選填“大于”“小于”或“等于”）外界氣壓
C．寫出鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學方程式3Mg+N₂$\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(zhì)量卻大于Mg₃N₂．請給出合理的解釋氧氣比氮氣活潑，相同條件下以和氧氣反應為主．

Answer 1

分析 本題考查的是質(zhì)量守恒定律，其內(nèi)容是：參加化學反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和．本題中的實驗探究也應符合這一規(guī)律，在化學反應中，從微觀上原子種類、原子數(shù)目和原子的質(zhì)量都不變；從宏觀上元素種類和物質(zhì)的總質(zhì)量不變．鎂和氧氣的總質(zhì)量等于氧化鎂的質(zhì)量，因此燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量大于反應物鎂條的質(zhì)量；設(shè)計實驗，驗證猜想黃色固體是Mg₃N₂：把一定量的氮化鎂放入試管中，然后加入適量的水，把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，現(xiàn)象和結(jié)論是；有大量氣泡冒出，濕潤的紅色石蕊試紙變藍，因此黃色固體是Mg₃N₂．圖2中，步驟②的目的是使氧氣充分反應，磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，配平即可；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)氣壓小于外界氣壓；圖2中，步驟②的目的是使氧氣充分反應，磷和氧氣在點燃的條件下生成五氧化二磷，配平即可；使氧氣充分反應；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)氣壓小于外界氣壓；鎂和氮氣在點燃的條件下生成氮化鎂，配平即可；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(zhì)量卻大于Mg₃N₂，合理的解釋是：氧氣比氮氣活潑，相同條件下以和氧氣反應為主．

解答 解：（1）鎂和氧氣在點燃的條件下生成氧化鎂，配平即可；故答案為：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；
（2）不同意，因為鎂和氧氣的總質(zhì)量等于氧化鎂的質(zhì)量，因此燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量大于反應物鎂條的質(zhì)量，故答案為：不同意；因為鎂和氧氣的總質(zhì)量等于氧化鎂的質(zhì)量，因此燃燒產(chǎn)物的質(zhì)量大于反應物鎂條的質(zhì)量；
（3）設(shè)計實驗，驗證猜想黃色固體是Mg₃N₂：把一定量的氮化鎂放入試管中，然后加入適量的水，把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，現(xiàn)象和結(jié)論是；有大量氣泡冒出，濕潤的紅色石蕊試紙變藍，因此黃色固體是Mg₃N₂；故答案為：把一定量的氮化鎂放入試管中，然后加入適量的水，把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口；
（4）待充分冷卻，觀察到廣口瓶內(nèi)水面上升的體積約占瓶內(nèi)水面原上方空間的五分之一，在步驟③“待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升”是由于瓶內(nèi)氣壓小于外界氣壓；鎂和氮氣在點燃的條件下生成氮化鎂，配平即可；故答案為：$\frac{1}{5}$；使氧氣充分反應；4P+5O₂$\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(zhì)量卻大于Mg₃N₂，合理的解釋是：氧氣比氮氣活潑，相同條件下以和氧氣反應為主；故答案為：氧氣比氮氣活潑，相同條件下以和氧氣反應為主；

點評 本考點考查了質(zhì)量守恒定律的應用，有關(guān)質(zhì)量守恒定律的考題在中考中經(jīng)常出現(xiàn)，要抓住要點：五個一定不變，一個一定變．還要注意化學方程式的配平，本考點經(jīng)常出現(xiàn)在選擇題和實驗題中．