Question

【題目】化學(xué)興趣小組為驗證質(zhì)量守恒定律，做了鎂條在空氣中燃燒的實驗（如圖1），同學(xué)們觀察到鎂條在空氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，產(chǎn)生的大量白煙彌漫到空氣中，最后在石棉網(wǎng)上得到一些白色固體。

（1）通過稱量發(fā)現(xiàn)：在石棉網(wǎng)上收集到產(chǎn)物的質(zhì)量小于鎂條的質(zhì)量，你認(rèn)為出現(xiàn)這樣實驗結(jié)果的原因可能是_____。

（2）討論后，同學(xué)們按如圖裝置改進(jìn)實驗，驗證了質(zhì)量守恒定律，還發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中有少量黃色固體。

（提出問題）黃色固體是什么？

（查閱資料）①氧化鎂為白色固體：②鎂能與氮氣劇烈反應(yīng)生成黃色的氮化鎂（Mg3N2）固體；③氮化鎂可與水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。

（做出猜想）黃色固體是Mg3N2

（實驗探究）請設(shè)計實驗，驗證猜想：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
_____	_____	黃色固體是Mg3N2

（反思與交流）

①氮化鎂中氮元素的化合價是_____。

②空氣中N2的含量遠(yuǎn)大于O2的含量，可是鎂條在空氣中燃燒產(chǎn)物MgO卻遠(yuǎn)多于Mg3N2，合理的解釋是_____。

③計算：36g鎂條在空氣中完全燃燒，所得固體中氧化鎂的質(zhì)量最多不到_____克。（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】反應(yīng)生成的氧化鎂部分?jǐn)U散到空氣中 取適量黃色固體樣品于試管中，向試管中加入適量水，在試管口放濕潤的紅色石蕊試紙 濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)色 ﹣3 相同條件下，氧氣比氮氣更容易和鎂反應(yīng) 15g

【解析】

（1）在石棉網(wǎng)上收集到產(chǎn)物的質(zhì)量小于鎂條的質(zhì)量，出現(xiàn)這樣實驗結(jié)果的原因可能是反應(yīng)生成的氧化鎂部分?jǐn)U散到空氣中；

（2）[實驗探究]

實驗過程如下表所示：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取適量黃色固體樣品于試管中，向試管中加入適量水，在試管口放濕潤的紅色石蕊試紙	濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)色	黃色固體是Mg3N2

[反思與交流]

①氮化鎂中，鎂元素化合價是+2，根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和為零可知，氮化鎂中氮元素的化合價是﹣3；

②空氣中N2的含量遠(yuǎn)大于O2的含量，可是鎂條在空氣中燃燒產(chǎn)物MgO卻遠(yuǎn)多于Mg3N2，合理的解釋是：相同條件下，氧氣比氮氣更容易和鎂反應(yīng)；

③空氣中氧含量約21%，氮氣含量約78%，氧氣與氮氣比約為1:4，所以可以認(rèn)為有四分之一的鎂會與氧氣反應(yīng)，

設(shè)所得固體中氧化鎂的質(zhì)量最多為x：

x=15g