Question

(10分)某校研究性學(xué)習(xí)小組用右圖裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)：將鎂條燃燒、冷卻后打開止水夾。

【發(fā)現(xiàn)問題】

進(jìn)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(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中水的體積應(yīng)不超過其容積的        %。可現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的30%，根據(jù)空氣的組成，可推出減少的氣體中一定有氮?dú)猓�這種推測(cè)的理由是                                  

                                。剩余約70%的氣體主要成份是              。

【提出假設(shè)】鎂條能與空氣中的氮?dú)獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

【探究實(shí)驗(yàn)】

接著上述實(shí)驗(yàn)，先拿開裝置中集氣瓶的膠塞，然后迅速把點(diǎn)燃的鎂條伸進(jìn)含有剩余氣體的集氣瓶中。發(fā)現(xiàn)鎂條能在余下的氣體中劇烈燃燒。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)上述探究實(shí)驗(yàn)，你得的結(jié)論是                            。

【查閱資料】

①鎂條在氮?dú)庵心苋紵�并生成氮化鎂(Mg₃N₂)固體。根據(jù)資料，氮化鎂中氮元素的化合價(jià)          ，該反應(yīng)的化學(xué)方程                             。

②鎂條除了能與氮?dú)夥磻?yīng)，還可以在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂。請(qǐng)你寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式                                     。

【實(shí)驗(yàn)反思】通過以上探究，你對(duì)燃燒有了什么新的認(rèn)識(shí)：                              

                                                 。（寫出一點(diǎn)即可）。

 

Answer 1

【答案】

21   假設(shè)氧氣全部反應(yīng)，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?jǐn)?shù)一定超過9%，只有氮?dú)夥�合要�?nbsp;   

氮?dú)?nbsp;    鎂條能在氮?dú)庵腥紵?/p>

①-3   3Mg＋N₂ ^{點(diǎn)燃}  Mg₃N₂      ②2Mg＋CO₂ ^{點(diǎn)燃}  C＋2MgO

燃燒不一定非要有氧氣參加；或二氧化碳在特定條件下不一定能滅火，甚至還能支持燃燒等。

【解析】

試題分析：【發(fā)現(xiàn)問題】如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，根據(jù)空氣中氧氣所占體積分?jǐn)?shù)可知，進(jìn)入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%；現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據(jù)空氣的組成及各成分的體積分?jǐn)?shù)（氧氣占21%，氮?dú)庹?8%），可推出減少的氣體中有氮?dú)�，因�(yàn)榧僭O(shè)氧氣全部反應(yīng)完，除氧氣外，被消耗的氣體體積占集氣瓶容積的9%，而空氣中除了氮?dú)夂脱鯕馔�，所有氣體僅占總體積的1%，只能是氮?dú)鈪⒓恿朔磻?yīng)。當(dāng)然剩余約70%的氣體中主要成份仍是氮?dú)狻?/p>

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)上述探究實(shí)驗(yàn)，“發(fā)現(xiàn)鎂條能在余下的氣體中劇烈燃燒”，說明鎂條能在氮?dú)庵腥紵��?/p>

【查閱資料】①根據(jù)化合物中元素的化合價(jià)的代數(shù)和為零，已知鎂的化合價(jià)為+2，所以氮化鎂（Mg₃N₂）固體中氮元素的化合價(jià)為-3價(jià)；已知鎂條在氮?dú)庵心苋紵�并生成氮化鎂(Mg₃N₂)固體，故其化學(xué)反應(yīng)方程式為3Mg＋N₂ ^{點(diǎn)燃}  Mg₃N₂。

②根據(jù)題意，鎂條在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂。故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg＋CO₂ ^{點(diǎn)燃}  C＋2MgO

【實(shí)驗(yàn)反思】通過以上探究，可以發(fā)現(xiàn)：鎂與氮?dú)夂投�氧化碳都能發(fā)生燃燒，說明燃燒不一定需要氧氣。

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，空氣的成分及各成分的體積分?jǐn)?shù)，氧氣與碳、磷、硫、鐵等物質(zhì)的反應(yīng)現(xiàn)象，化合價(jià)規(guī)律和原則，有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算，書寫化學(xué)方程式

點(diǎn)評(píng)：本題是根據(jù)對(duì)空氣組成成分的認(rèn)識(shí)，利用鎂的性質(zhì)及題中資料信息，完成“鎂在空氣中燃燒”的實(shí)驗(yàn)探究，通過分析導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)現(xiàn)象的可能性，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移轉(zhuǎn)換的思想，提高了學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力，可以達(dá)到舉一反三的效果。