Question

14．小明為驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，做了鎂粉在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)（如圖1），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$ 2MgO． 實(shí)驗(yàn)中，氣球的作用是形成密閉體系，平衡裝置內(nèi)外氣壓．實(shí)驗(yàn)結(jié)束，他發(fā)現(xiàn)鎂粉在空氣中充分燃燒后，產(chǎn)物中還有少量黃色固體．為了弄清黃色固體的成分，小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究：

【查閱資料1】
①氧化鎂為白色固體，與水反應(yīng)只生成氫氧化鎂．
②鎂能與氮?dú)鈩×曳磻?yīng)生成黃色的氮化鎂（Mg₃N₂）固體．
③氮化鎂可與水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)．
④氫氧化鈉易與二氧化碳反應(yīng)．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】小明用圖2所示的實(shí)驗(yàn)（部分操作沒有畫出），驗(yàn)證黃色固體為Mg₃N₂，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告．

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量黃色固體于試管中，加入適量水，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	試管中產(chǎn)生氣泡，濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)	黃色固體為Mg3N2

【交流與思考】小明發(fā)現(xiàn)久置的鎂條上有一層灰黑色的“外衣”，這層灰黑色的外衣是什么物質(zhì)呢？他叫來了小亮、小紅一起進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究：
【猜想】小明認(rèn)為可能是MgO；小亮認(rèn)為可能是Mg₂（OH）₂CO₃；小紅認(rèn)為可能是Mg（OH）₂．
小紅認(rèn)為小明的猜想是錯(cuò)誤的，其理由是氧化鎂為白色固體．
【查閱資料2】①M(fèi)g（OH）₂受熱分解產(chǎn)生兩種氧化物．②Mg₂（OH）₂CO₃受熱分解產(chǎn)生三種氧化物．
【實(shí)驗(yàn)探究】小亮進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（見圖3），發(fā)現(xiàn)試管口有液滴出現(xiàn)，說明有H₂O（填化學(xué)式，下同）生成，澄清石灰水變渾濁，說明有CO₂生成，同時(shí)試管內(nèi)生成白色固體．
【實(shí)驗(yàn)分析】實(shí)驗(yàn)后，小亮認(rèn)為小紅的猜想也是錯(cuò)誤的，其理由是石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中不含有碳元素．
小亮為進(jìn)一步驗(yàn)證自己的判斷，用圖4所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中左瓶中的NaOH溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳；經(jīng)過近一個(gè)月的觀察，試管中鎂條表面仍為白色．由此可認(rèn)為：參與鎂形成灰黑色的“外衣”的物質(zhì)一定有二氧化碳（填物質(zhì)名稱）．

Answer 1

分析 鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂；
氧化鎂是白色固體；
水蒸氣遇冷變成小液滴；
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
化學(xué)反應(yīng)前后，元素種類不變．

解答 解：鎂粉在空氣中燃燒生成氧化鎂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$ 2MgO；
 實(shí)驗(yàn)中，氣球的作用是形成密閉體系，平衡裝置內(nèi)外氣壓．
故填：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$ 2MgO；形成密閉體系，平衡裝置內(nèi)外氣壓．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表所示：

操作步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量黃色固體于試管中，加入適量水，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	試管中產(chǎn)生氣泡，濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)	黃色固體為Mg3N2

【猜想】
不可能是氧化鎂的理由是氧化鎂為白色固體．
故填：氧化鎂為白色固體．
【實(shí)驗(yàn)探究】
發(fā)現(xiàn)試管口有液滴出現(xiàn)，說明有H₂O生成，澄清石灰水變渾濁，說明有CO₂生成，同時(shí)試管內(nèi)生成白色固體．
故填：H₂O；CO₂．
【實(shí)驗(yàn)分析】
小紅的猜想也是錯(cuò)誤的理由是：石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中不含有碳元素；
其中左瓶中的NaOH溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳；
經(jīng)過近一個(gè)月的觀察，試管中鎂條表面仍為白色，由此可認(rèn)為：參與鎂形成灰黑色的“外衣”的物質(zhì)一定有二氧化碳．
故填：石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中不含有碳元素；吸收空氣中的二氧化碳；二氧化碳．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．