Question

【題目】某興趣小組為驗證質量守恒定律，做了鎂條在空氣中燃燒的實驗。

（1）請寫出鎂條與氧氣反應的化學方程式 ；

（2）小明發現燃燒產物的質量大于反應物鎂條的質量，認為這個反應不遵循質量守恒定律。我 （“同意”或“不同意”）小明的觀點，因為 ；

（3）小紅按下圖裝置改進實驗，驗證了質量守恒定律，卻發現產物中還有少量黃色固體。

【提出問題】黃色固體是什么呢？

【查閱資料】①氧化鎂為白色固體；②鎂能與氮氣劇烈反應生成黃色的氮化鎂（Mg3N2）固體③氮化鎂可與水劇烈反應產生氨氣，該氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。

【做出猜想】黃色固體是Mg3N2。

【實驗探究】請設計實驗，驗證猜想：

實驗操作	實驗現象及結論

【反思與交流】空氣中N2含量遠大于O2的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO卻遠多于Mg3N2，為什么呢？請給出合理的解釋：

【答案】（1）2Mg+O2 2MgO

（2）不同意，參加反應的鎂條的質量與氧氣的質量之和等于生成的氧化鎂的質量

（3）實驗操作：取黃色固體放入試管中，滴入水，然后再試管口放一張濕潤的紅色石蕊試紙；

實驗現象及結論：濕潤的紅色石蕊試紙變藍，該黃色固體是氮化鎂；氧氣的化學性質比氮氣活潑。

【解析】

試題分析：（1）鎂在昂起中燃燒生成的是氧化鎂：2Mg+O2 2MgO；

（2）化學反應均遵守質量守恒定律，根據質量守恒定律化學反應前后物質的總質量不變，即參加反應的鎂的質量與氧氣的質量總和等于生成的氧化鎂的質量；

（3）根據資料可知，氮化鎂與水反應會生成能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，故取黃色固體放入試管中，滴入水，然后再試管口放一張濕潤的紅色石蕊試紙，若濕潤的紅色石蕊試紙變藍，證明該黃色固體是氮化鎂；由于氧氣的化學性質比氮氣活潑，故鎂在空氣中易與氮氣反應。

考點：實驗探究，質量守恒定律

【題型】實驗題
【結束】
15

【題目】邏輯推理時化學學習常用的思維方法，某校研究性學習小組在做“尋找新的催化劑”課題時，發現將生銹的鐵釘放到過氧化氫溶液中，也可以加快過氧化氫的分解速率。于是，他們對此展開探究。

【提出問題】什么物質是該反應催化劑？

【查閱資料】鐵與氧氣、水反應生成鐵銹，鐵銹的主要成分為氧化鐵(Fe2O3)。

【猜想與假設】

假設一：小芳同學認為生銹鐵釘表面的氧化鐵是H2O2溶液分解反應的催化劑。

假設二：小華同學認為生銹鐵釘里的______是H2O2溶液分解反應的催化劑。

【實驗與結論】

實驗操作	實驗現象	實驗結論
實驗1：把一定質量的氧化鐵粉末加入到裝有10mL5%的過氧化氫溶液的試管中，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現象。	______	反應的化學方程式________假設______成立
實驗2：取10mL5%的過氧化氫溶液于另一支試管中，加入____，并用一根帶火星的小木條置于試管口，觀察現象。	無現象	假設二_____(填“成立”或“不成立”)

【討論交流】 同學們討論后認為，小芳的“實驗1”還不能夠確切的說明氧化鐵就是過氧化氫分解的催化劑，理由是：_________________________。

【反思與評價】小強通過仔細觀察發現“實驗2”中一直沒有現象的試管，過了一段時間后試管中也出現了氣體，小強覺得很奇怪，你能猜想其中的原因嗎？_______________________。

Answer 1

【答案】 鐵 產生氣泡，帶火星的木條復燃 2H2O22H2O+O2↑ 一 鐵粉 不成立 沒有驗證氧化鐵的質量和化學性質在反應前后是否改變 鐵與過氧化氫溶液中的氧氣和水反應生成了鐵銹

【解析】【猜想與假設】帶銹的鐵釘中除了鐵銹外還有單質鐵，故猜想鐵是過氧化氫溶液分解的催化劑；

【實驗與結論】由假設一成立說明加入氧化鐵后過氧化氫分解產生了氣泡，該氣體是氧氣，故能使帶火星的木條復燃，過氧化氫分解生成水和氧氣反應的化學方程式為：2H2O2 2H2O+O2↑；根據猜想：鐵可以做過氧化氫分解的催化劑，所以實驗II中加入的是鐵單質，根據無現象，說明假設二不成立；

【討論交流】同學們討論后認為，小芳的“實驗I”還不能夠確切的說明氧化鐵就是過氧化氫分解制取氧氣的催化劑，理由是：還要驗證氧化鐵的質量和化學性質反應前后是否改變；

【反思與評價】小強通過仔細觀察發現“實驗Ⅱ”中一直沒有現象的試管，過了一段時間后試管中也出現了氣體，小強覺得很奇怪，其中的原因可能是鐵釘中的鐵單質被過氧化氫中的水與氧氣氧化變成氧化鐵，而后氧化鐵再去催化過氧化氫溶液分解。