Question

17．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體積的70%．
（1）燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶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有氮氣．
【發(fā)現(xiàn)問題】氮氣是怎樣減少的呢？
【假設一】氮氣與鎂條反應而減少．
【假設二】氮氣與瓶內(nèi)的其他物質(zhì)反應而減少．
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．氮化鎂中氮元素的化合價為-3．
鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，寫出該反應的化學方程式2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．

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)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(zhì)反應進行解答；
【查閱資料】①在化合物中，化合價的代數(shù)之和為0，可計算出氮化合價；根據(jù)鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒，生成碳和氧化鎂結(jié)合方程式的書寫方法寫出反應的方程式．

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(nèi)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）氮氣除與鎂反應外，還可能與集氣瓶中的其它物質(zhì)反應（如氮氣與鐵絲發(fā)生反應而減少或氮氣與瓶內(nèi)的其它物質(zhì)反應而減少等）
故答案為：氮氣與瓶內(nèi)的其他物質(zhì)反應而減少；
【查閱資料】設氮元素的化合價為x，根據(jù)化合價的原則列等式（+2）×3+2x=0 解得x=-3；②根據(jù)題意，鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒，生成碳和氧化鎂，反應的方程式為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．
故答案為：-3；2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C．

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(zhuǎn)換的思想，達到舉一反三的效果．