Question

18．老師提問：鎂條在空氣中燃燒與那些物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)？怎樣用實(shí)驗(yàn)證明？丫丫為組長的化學(xué)興趣小組的同學(xué)們根據(jù)老師的命題展開了如下步驟的學(xué)習(xí)與探究．
（1）從網(wǎng)上得知，鎂條在空氣中燃燒，能與氧氣、氮?dú)狻⒍�氧化碳等多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．其中與氧氣反應(yīng)生成MgO我們熟知，鎂可以在氮?dú)庵腥紵�生成Mg₃N₂，在二氧化碳中也可以燃燒．
（2）氫氧化鈣與氫氧化鈉都屬于堿類物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)相似．
既然鎂條在空氣中燃燒能與氧氣、氮?dú)狻⒍�氧化碳等三種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．而與氧氣的反應(yīng)我們已知，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)應(yīng)探究與氮?dú)狻⒍�氧化碳的反�?yīng)．
丫丫他們的實(shí)驗(yàn)探究分如下四步進(jìn)行．

步驟	具體操作	實(shí)驗(yàn)圖示
步驟1	用盛有較濃氫氧化鈉溶液的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、橡皮塞等裝配成如圖的裝置，放置良久．另準(zhǔn)備一個(gè)有一根銅絲穿過的橡皮塞，銅絲末端固定一個(gè)足量的鎂條．
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(nèi)水面上升的體積約占瓶內(nèi)水面原上方空間的五分之一左右．
步驟3	往水槽中加水使無底的廢廣口瓶內(nèi)外水面相平．點(diǎn)燃鎂條，迅速更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內(nèi)繼續(xù)燃燒，發(fā)出紅光，放出熱量．帶冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升約至瓶滿．
步驟4	收集一瓶純凈的二氧化碳?xì)怏w，同樣用綁有鎂條的橡皮塞，點(diǎn)燃鎂條后將橡皮塞塞緊，看到鎂條在二氧化碳中劇烈燃燒；用濕布不斷擦拭集氣瓶外壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，看到集氣瓶內(nèi)壁附著一層白色物質(zhì)，中間還夾雜著一些小黑點(diǎn)．

（1）步驟2的目的是除去廣口瓶中的氧氣．
（2）步驟3“待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升約至瓶滿”是由于廣口瓶中幾乎都是氮?dú)猓�氮�(dú)夂玩V發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（3）步驟4中，“用濕布不斷擦拭集氣瓶外壁”是為了降溫；根據(jù)質(zhì)量守恒定律推測，白色物質(zhì)應(yīng)該是氧化鎂，小黑點(diǎn)應(yīng)該是碳．
完成鎂條在空氣中燃燒時(shí)發(fā)生各反應(yīng)的化學(xué)方程式，并判斷反應(yīng)類型：
（1）示例：2Mg+O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO；
（2）3Mg+1N2=Mg3N2，屬于化合反應(yīng)；
（3）2Mg+CO2=2MgO+C．

Answer 1

分析 氧氣約占空氣總體積的五分之一；
紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷；
除去氧氣后的空氣中主要成分是氮?dú)猓?br />鎂在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳；
鎂在氮?dú)庵腥紵�生成氮化鎂．

解答 解：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(nèi)水面上升的體積約占瓶內(nèi)水面原上方空間的五分之一左右，這是因?yàn)檠鯕饧s占空氣總體積的五分之一．
故填：五分之一．
（1）步驟2的目的是除去廣口瓶中的氧氣．
故填：除去廣口瓶中的氧氣．
（2）步驟3“待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升約至瓶滿”是由于廣口瓶中幾乎都是氮?dú)猓�氮�(dú)夂玩V發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)生成氮化鎂，導(dǎo)致水幾乎充滿廣口瓶．
故填：廣口瓶中幾乎都是氮?dú)猓�氮�(dú)夂玩V發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（3）步驟4中，“用濕布不斷擦拭集氣瓶外壁”是為了降溫；
根據(jù)質(zhì)量守恒定律推測，白色物質(zhì)應(yīng)該是氧化鎂，小黑點(diǎn)應(yīng)該是碳．
故填：降溫；氧化鎂；碳．
（2）鎂在氮?dú)庵腥紵�生成氮化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂，屬于化合反應(yīng)．
故填：3；1；Mg₃N₂；化合．
（3）鎂在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Mg+CO₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C．
故填：2；2MgO+C．

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．