Question

18．某校研究性學習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）如圖A儀器的名稱是燒杯，燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導致燒杯中的水進入集氣瓶．
（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減少的氣體中有氮氣．
【發現問題】氮氣是怎樣減少的呢？
【假設一】氮氣與鎂條反應而減少．
【假設二】氮氣與瓶內的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．寫出該反應的文字表達式為鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂，該反應類型是化合反應．
鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，寫出該反應的文字表達式為鎂+二氧化碳$\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳．
（3）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（合理即可）．（寫出一點即可）．

Answer 1

分析 （1）根據當集氣瓶中的氣體減少時，會導致壓強減小分析；
（2）根據空氣中氧氣的體積分數可得出氧氣的最大含量；氮氣減少的原因除與鎂反應外，還可能與集氣瓶中的其他物質反應；
【查閱資料】①在化合物中，化合價的代數之和為0，可計算出氮化合價；根據信息寫出鎂燃燒的兩個方程式；
②根據鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒，生成碳和氧化鎂結合方程式的書寫方法寫出反應的方程式；
（3）可以從燃燒的定義、支持鎂燃燒的物質、反應基本類型等來認識燃燒．

解答 解：（1）A儀器的名稱是燒杯；燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原因是：集氣瓶內氣體被消耗，導致壓強減小，在大氣壓的作用下，水壓入集氣瓶．
故答案為：燒杯；集氣瓶中氣體減少，壓強減小，導致燒杯中的水進入集氣瓶；
（2）如果只和空氣中氧氣反應那么不會超過21%，因為空氣中氧氣占21%；空氣中氧氣的體積分數約為21%，故通過實驗測得空氣中氧氣的體積分數最多不會超過21%；
氮氣除與鎂反應外，還可能與集氣瓶中的其它物質反應（如氮氣與鐵絲發生反應而減少或氮氣與瓶內的其它物質反應而減少等）
故答案為：21；氮氣與瓶內的其他物質反應而減少；
【查閱資料】根據題意可知鎂與氮氣反應產生氮化鎂，反應的文字表達式為：鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂；該反應是兩種物質生成一種物質，屬于化合反應；
故答案為：鎂+氮氣$\stackrel{點燃}{→}$氮化鎂；化合反應；
根據題意，鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒，生成碳和氧化鎂，反應的文字表達式為：鎂+二氧化碳 $\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳；
故答案為：鎂+二氧化碳 $\stackrel{點燃}{→}$氧化鎂+碳；
（3）由鎂不僅能在氧氣中燃燒，也能在二氧化碳、氮氣中燃燒，故可以得出燃燒不一定有氧氣參加反應；根據鎂與二氧化碳反應的化學方程式可以看出燃燒可以是置換反應；二氧化碳能支持鎂的燃燒，故可以得出二氧化碳不但能滅火，還能在一定條件下支持燃燒等．
故答案為：燃燒不一定需要氧氣（合理即可）．

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，激發了學生的知識的靈活使用和知識的遷移轉換的思想，達到舉一反三的效果．