Question

【題目】(5分)某校研究性學(xué)習(xí)小組用下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 。

(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 %。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有氮氣。

【發(fā)現(xiàn)問題】氮氣是怎樣減少的呢？

【假設(shè)一】氮氣與鎂條反應(yīng)而減少。

【假設(shè)二】 。

【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂(Mg3N2)固體。氮化鎂中氮元素的化合價為 。鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應(yīng)的文字表達式為 。

Answer 1

【答案】（1）集氣瓶中氣體減少，壓強減少，導(dǎo)致燒杯中的水進入集氣瓶

（2）21% 【假設(shè)二】氮氣在高溫條件下與空氣中氧氣反應(yīng)

【查閱資料】-3 鎂+二氧化碳點燃碳+氧化鎂

【解析】

試題分析：（1）燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是：鎂帶燃燒消耗了集氣瓶中的氣體，使集氣瓶中氣體減少，壓強減少，導(dǎo)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(yīng)，因為氧氣占空氣總體積的21%，故則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%

【假設(shè)二】根據(jù)空氣的成分，要使進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，減少的必然為氮氣，故還可以假設(shè)氮氣在高溫條件下與空氣中氧氣反應(yīng)

【查閱資料】根據(jù)化合價的一般規(guī)律：在化合物中，正負化合價的代數(shù)和為0，氮化鎂中鎂元素的化合價為+2，則氮元素的化合價為-3，鎂條在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應(yīng)的文字表達式：鎂+二氧化碳點燃碳+氧化鎂