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）小紅按右圖裝置改進實驗，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[

（4）為了證明鎂可在氮氣中燃燒生成氮化鎂，小紅又設計了如下方案進行驗證。

步驟①：用盛水的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發皿、橡皮塞等裝配成如圖所示的裝置；另準備一只有一根銅絲穿過的橡皮塞，銅絲末端固定一根鎂條。

步驟②：引燃燃燒匙中足量的紅磷，塞好橡皮塞；待充分冷卻，觀察到廣口瓶內水面上升的體積約占瓶內水面原上方空間的 左右。

步驟③：往水槽中加水使廣口瓶內外水面相平；點燃鎂條，迅速更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內繼續燃燒，放出熱量；待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升。

A．步驟②的目的是 。寫出紅磷在氧氣中燃燒的化學方程式

B．在步驟③“待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升”是由于瓶內氣壓 (選填“大于” “小于”或“等于”)外界氣壓

C．寫出鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學方程式

【反思與交流】

（5）空氣中N2的含量遠大于O2的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO的質量卻大于Mg3N2。請給出合理的解釋 。

Answer 1

【答案】（1）2Mg + O2 2MgO

（2）不同意 因為鎂燃燒是鎂與空氣中氧氣等的反應

（3）

實驗操作	實驗現象及結論
取少量黃色固體于試管中，加入適量的水，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	試管中有氣體產生，濕潤的紅色石蕊試紙變藍。證明猜想正確。

（4）A、1/5 除盡空氣中的氧氣 4P + 5O2 2P2O5 B、小于 C、3Mg+N2Mg3N2

（5）O2比N2化學性質活潑

【解析】

試題分析：（1）鎂條與氧氣反應生成氧化鎂，化學方程式為：2Mg + O2 2MgO

（2）化學反應都遵守質量守恒定律，故不同意小明的觀點，因為：鎂燃燒是鎂與空氣中氧氣等的反應，故反應后增加了氧氣質量，故燃燒產物的質量大于反應物鎂條的質量

（3）根據題目給出的資料信息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

實驗操作	實驗現象及結論
取少量黃色固體于試管中，加入適量的水，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	試管中有氣體產生，濕潤的紅色石蕊試紙變藍。證明猜想正確

（4）A、因為紅磷燃燒只能消耗空氣中的氧氣，且氧氣約占空氣總體積的1/5，故廣口瓶內水面上升的體積約占瓶內水面原上方空間的 1/5左右；步驟②是紅磷燃燒，故目的是：除盡空氣中的氧氣；紅磷在氧氣中燃燒的化學方程式為：4P + 5O2 2P2O5；

B、在步驟③“待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升”是由于瓶內氣壓小于外界氣壓，所以將水往上壓

C、鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學方程式：3Mg+N2Mg3N2

（5）空氣中N2的含量遠大于O2的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO的質量卻大于Mg3N2，說明與氧氣反應的鎂質量更多，即說明O2比N2化學性質活潑