Question

某科學興趣小組查閱資料得知鎂可在氮氣中燃燒生成Mg₃N₂，設計了如下方案進行驗證．
步驟l：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

1

5

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，更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內繼續燃燒，發出紅光，放出熱量．待冷卻后廣口瓶內水位繼續上升．
（1）步驟2的目的是

 

．
（2）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．
（3）根據上述實驗和你所學的知識，請寫出鎂在空氣中燃燒時的有關化學方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據實驗目的可以知道是驗證氮氣可以和鎂反應的，所以要排除氧氣干擾實驗現象，據此可以完成該題的解答；
（2）廣口瓶中的水位上升，說明瓶內外產生了壓強差，可以據此答題；
（3）根據實驗可得出鎂可以和氮氣反應，故可以寫出化學方程式．

解答：解：（1）氧氣可以和鎂反應，所以要能夠準確的判斷出鎂確實與氮氣發生了反應，必須先排除氧氣的干擾；
（2）廣口瓶中的水位上升，說明瓶內的壓強小于外界大氣壓，由于氧氣已被消耗掉，所以同時也說明了鎂和氮氣發生了反應；
（3）根據實驗現象可以判斷鎂在空氣中可以和氧氣及氮氣發生反應，所以可以寫出這兩個反應的化學方程式．
故答案為：（1）除去廣口瓶中的氧氣，便于觀察實驗現象；
（2）小于；
（3）2Mg+O₂

點燃  .

2MgO；3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂．

點評：根據實驗步驟來判斷實驗目的是我們必需具備的能力，也是解決實驗探究題的方法之一，在平時的學習過程中要注意加強這方面的培養與訓練．