Question

3．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，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶容積的70%．
（1）燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原因是：集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導致燒杯中的水進入集氣瓶．
（2）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最多不超過其容積的21%%．現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中還有氮氣．
【查閱資料】
1、鎂條在空氣中的氧氣燃燒，產物為氧化鎂固體．請寫出該反應的化學方程式2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO．
2、鎂條在氮氣中能燃燒，產物為氮化鎂固體（氮的化合價為-3）．請寫出鎂條在氮氣中能燃燒的化學方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)當集氣瓶中的氣體減少時，會導致壓強減小分析；
（2）根據(jù)空氣中氧氣的體積分數(shù)可得出氧氣的最大含量；氮氣減少的原因除與鎂反應外，還可能與集氣瓶中的其他物質反應；
【查閱資料】根據(jù)信息寫出鎂燃燒的兩個方程式；

解答 解：（1）燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原因是：集氣瓶內氣體被消耗，導致壓強減小，在大氣壓的作用下，水壓入集氣瓶．
故答案為：集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導致燒杯中的水進入集氣瓶；
（2）如果只和空氣中氧氣反應那么不會超過21%，因為空氣中氧氣占21%；空氣中氧氣的體積分數(shù)約為21%，故通過實驗測得空氣中氧氣的體積分數(shù)最多不會超過21%；
氮氣除與鎂反應外，還可能與集氣瓶中的其它物質反應（如氮氣與鐵絲發(fā)生反應而減少或氮氣與瓶內的其它物質反應而減少等）
【查閱資料】
（1）根據(jù)題意可知鎂與氧氣反應產生氧化鎂，與氮氣反應產生氮化鎂，反應的方程式分別為：2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2MgO；
（2）鎂與氮氣反應產生氮化鎂，反應的方程式分別為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂；
答案：
（1）集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導致燒杯中的水進入集氣瓶；
（2）21%；
【查閱資料】
（1）2Mg+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$ 2MgO；
（2）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂

點評 本題以課本中“用紅磷燃燒來探究空氣中氧氣含量”為基點，換成“鎂在空氣中燃燒”的實驗探究，激發(fā)了學生的知識的靈活使用和知識的遷移轉換的思想，達到舉一反三的效果．