Question

某校研究性學習小組用右圖裝置（氣密性良好）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容積的70%．
[分析]根據空氣中氧氣的體積分數，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約占其容積的

20

%．現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，所以減少的氣體中有氮氣．
[提出問題]氮氣是怎樣減少的呢？
[猜想與假設]
（1）氮氣與鎂條反應而減少；
（2）

氮氣與集氣瓶內其他物質反應而減少

．
[查閱資料]鎂條在氮氣中能燃燒，產物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．氮化鎂中氮元素的化合價為

-3

；鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂．
[結論]氮氣減少是由于鎂與氮氣發生了反應．
[反思與拓展]
（1）鎂帶充分燃燒后，集氣瓶中剩余的氣體主要是

氮氣

．
（2）通過以上探究，你對燃燒的有關知識有了什么新的認識：

燃燒不一定需要氧氣

（寫出一點即可）．
（3）用燃燒法測定空氣中氧氣含量時，對藥品的要求是

在空氣中能燃燒，燃燒不產生氣體，燃燒時只與氧氣反應

．

Answer 1

分析：[分析]根據氧氣約占空氣體積的

1

5

，氮氣約占

4

5

解答；
[猜想與假設]根據氮氣可能和鎂條反應而減少或氮氣和集氣瓶內其他物質反應而減少解答；
[查閱資料]根據化合物中元素化合價的代數和為0解答；
[反思與拓展]（1）根據空氣的主要成分是氮氣和氧氣，氧氣約占空氣體積分數的21%，而氮氣占78%解答；
（2）根據以前接觸的燃燒一般都需要氧氣，這里氮氣能支持鎂燃燒分析解答．
（3）根據測定空氣中氧氣的體積含量，所選藥品必須只消耗氧氣被消耗氣體空氣中的成分解答．

解答：解：[分析]氧氣約占空氣體積的

1

5

，氮氣約占

4

5

，
故答案：20
[猜想與假設]氮氣可能是和鎂反應也可能是氮氣與集氣瓶內其他物質反應而減少，
故答案：氮氣與集氣瓶內其他物質反應而減少．
[查閱資料]設Mg₃N₂中氮元素的化合價為x，則（+2）×3+2x=0，x=-3，
故答案：-3． 
[反思與拓展]（1）空氣的主要成分是氮氣和氧氣，氧氣約占空氣體積分數的21%，而氮氣占78%氮氣，氧氣被消耗剩余的主要是氮氣，
故答案：氮氣．
（2）以前接觸的燃燒一般都需要氧氣，這里氮氣能支持鎂燃燒，
故答案：燃燒不一定需要氧氣（或并不是所有的火災都能用二氧化碳撲滅等）．
（3）測定空氣中氧氣的體積含量，所選藥品必須只消耗氧氣被消耗氣體空氣中的成分，
故答案：在空氣中能燃燒，燃燒不產生氣體，燃燒時只與氧氣反應．

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，分析導致實驗中所出現現象的可能性，考查獲得信息解決問題的能力．