Question

17．某研究性學習小組用如圖裝置進行鎂條在空氣中燒的實驗，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：瓶內氣體減少，導致壓強減小，水沿導管進入瓶內．
（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%．現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據空氣的組成可推出與鎂發生反應的氣體除了氧氣外，還一定有氮氣參與反應．
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產物為黃綠色的氮化鎂（Mg₃N₂）固體．
請寫出鎂條在氮氣中燃燒的化學反應式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 （1）鎂燃燒消耗瓶內氣體生成固體物質，瓶內氣體減少，壓強減小；
（2）氧氣約占空氣體積分數的21%，而氮氣占78%，從而可判斷只消耗氧氣時，氣體減少原體積的21%；而氣體減少達70%時，大部分氣體被消耗，說明減少的氣體已不完全為氧氣了，還應消耗了占空氣78%的部分氮氣；
【查閱資料】根據化學方程式的寫法來分析解答．

解答 解：（1）鎂條燃燒時會與空氣中的氧氣反應生成固體氧化鎂，致使瓶內氣體減少壓強減小，水在大氣壓作用下進入瓶中；
（2）由于氧氣只占空氣體積的21%，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應，瓶內氣體只能減少原體積的21%，所以進入水的體積最多不超過其容積的21%；實驗中進入瓶中水的體積達70%，說明反應消耗空氣的體積為70%，因此已不是僅消耗氧氣了，還應消耗部分氮氣；
【查閱資料】鎂與氮氣在點燃的條件下反應生成氮化鎂．
故答案為：（1）瓶內氣體減少，導致壓強減小，水沿導管進入瓶內；（2）21；氮氣；
【查閱資料】3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

點評 根據對空氣組成成分的認識，利用鎂的性質及題中資料信息考查獲得信息解決問題的能力．