Question

19．某校研究性學(xué)習(xí)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鎂條燃燒消耗了集氣瓶內(nèi)的氣體，使瓶內(nèi)的壓強減小．
（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，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一定有氮氣．
【發(fā)現(xiàn)問題】該氣體是怎樣減少的呢？
【假設(shè)】該氣體與鎂條反應(yīng)而減少．
【查閱資料】鎂條是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂），鎂條還可以在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成碳和氧化鎂．
【交流與反思】集氣瓶中放少量細(xì)沙的目的是防止生成的高溫濺落物炸裂瓶底，產(chǎn)物氮化鎂的狀態(tài)應(yīng)為固體．寫出涉及到的兩個反應(yīng)文字表達式氧氣+鎂$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂、氮氣+鎂$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂．

Answer 1

分析 通過審題可知該題根據(jù)課本中探究空氣中氧氣含量的實驗裝置改變而成，那么該實驗的原理與課本中的類似，如果鎂只和空氣中氧氣反應(yīng)，則進入集氣瓶中的水也應(yīng)該不超過21%，但現(xiàn)象卻是70%，那說明鎂還與空氣中的另一種氣體反應(yīng)，又知空氣中氮氣所占比例最大，占78%，其次是氧氣占21%；二氧化碳和其它氣體僅占1%左右．通過資料它與氮氣也發(fā)生燃燒反應(yīng)進行解答．

解答 解：（1）原因同課本中“探究空氣中氧氣含量”實驗原理相同，固體燃燒消耗了集氣瓶內(nèi)的氣體，使瓶內(nèi)的壓強減小，所以燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶；
   （2）如果鎂只和空氣中氧氣反應(yīng)，則進入集氣瓶中的水也應(yīng)該不超過21%，但現(xiàn)象卻是70%，那說明鎂還與空氣中的另一種氣體反應(yīng)，又知空氣中氮氣所占比例最大，占78%，其次是氧氣占21%；二氧化碳和其它氣體僅占1%左右，所以減少的氣體中還一定有氮氣；
【交流與反思】集氣瓶中放少量細(xì)沙的目的是防止生成的高溫濺落物炸裂瓶底，因為進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，產(chǎn)物氮化鎂的狀態(tài)應(yīng)為固體．鎂和氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，鎂和氮氣反應(yīng)生成氮化鎂，反應(yīng)文字表達式分別為氧氣+鎂$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂、氮氣+鎂$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂．
故答案為：
（1）鎂條燃燒消耗了集氣瓶內(nèi)的氣體，使瓶內(nèi)的壓強減小；
（2）氮氣；
【交流反思】防止生成的高溫濺落物炸裂瓶底；固體；氧氣+鎂$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂；氮氣+鎂$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂；

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(xué)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．