Question

【題目】某校研究性學習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容積的70%。

(1)如圖中A儀器的名稱是________，燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶中的原因是：____________________。

(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________%。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】氮氣是怎么減少的呢？

【假設一】氮氣與鎂條反應而減少。

【假設二】___________________。

【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產物為氮化鎂(Mg3N2)固體。氮化鎂中氮的化合價是________。鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應的類型是____________________。通過以上探究，你對燃燒的有關知識有了什么新的認識：___________(寫出一點即可)。

Answer 1

【答案】 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 21 氮氣(在高溫條件下)與瓶內的其他物質反應而減少等 －3 置換反應 燃燒不一定需要氧氣(或燃燒也可以是置換反應；或二氧化碳不但能滅火，在一定條件下還能支持燃燒等(合理即可))

【解析】由圖可知A 是燒杯；鎂條燃燒消耗氣體，導致集氣瓶中氣體減少，壓強減小，大氣壓強把燒杯中的水壓入集氣瓶中；（2）由于氧氣約占空氣總體積的21%，若鎂只與氧氣反應，那么進入集氣瓶中水的體積即為氧氣的體積，故不會超過21%；【假設二】現進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，除了氮氣可能與鎂反應了反應以外，氮氣(在高溫條件下)也可能與瓶內的其他物質反應而減少；根據“在化合物中，正負化合價的代數和為零”的原則，已知鎂的化合價為+2價，設氮元素的化合價為x，則（+2）×3+2x=0，解得x= -3；鎂條在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應的反應物是鎂和二氧化碳，生成物是碳和氧化鎂。該反應的反應物是一種單質和一種化合物，生成物也是一種單質和一種化合物，屬置換反應；鎂既能在氮氣中燃燒，也能在二氧化碳中燃燒，說明燃燒不一定需要氧氣。