Question

（2011?閔行區一模）某校研究性學習小組用右下圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗：

（1）若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______%．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減少的氣體中有氮氣．
發現問題：氮氣是怎么減少的呢？
推測一：氮氣與鎂條反應而減少；
推測二：______；
查閱資料：鎂條能在氮氣中燃燒，生成氮化鎂（Mg₃N₂）固體，反應的方程式為：______ Mg₃N₂

Answer 1

【答案】分析：（1）消耗多少體積的氣體，則進入燒杯的水，便是多少體積．氮氣減少不是與鎂條反應就是自身起了變化．
根據化合價原則，計算氮化鎂（Mg₃N₂）固體氮元素的化合價；③已知反應物和生成物，把Mg₃N₂的計量數定為“1”，配平化學方程式．
（2）燃燒不一定需要氧氣，鎂與氮氣和二氧化碳都能發生燃燒，還有鈉在氯氣中的燃燒等．
解答：解：（1）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減少的氣體中有氮氣，則氮氣可能是自身的溶解或加熱變成了別的物質．根據化合物中元素的化合價的代數和為零，所以氮化鎂（Mg₃N₂）固體氮元素的化合價為-3價．
故答案為：21%；氮氣受熱與其他物質發生反應（或氮氣溶于水）；3Mg+N₂Mg₃N₂
（2）鎂與氮氣和二氧化碳都能發生燃燒，說明燃燒不一定需要氧氣．
故答案為：燃燒不一定需要氧氣；2Mg+CO₂2MgO+C  （或 2Na+Cl₂2NaCl ）
點評：根據已有知識，在情景相似的情況下，進行知識地大膽遷移，是解決新問題的一種重要方法．