Question

實驗課上，為檢驗鎂條能否在N₂中燃燒，興趣小組展開如下探究：
[查閱資料]氮化鎂（Mg₃N₂）是一種淡黃色固體，能和水反應，生成Mg（OH）₂和NH₃；
[實驗步驟]

①將足量白磷在空氣中點燃后，迅速伸入鐘罩內，塞緊橡皮塞（圖1）；
②待鐘罩內水面不再變化時，向水槽中加水，使水槽中液面與鐘罩內液面相平；
③打開橡皮塞，將燃著的螺旋狀鎂條迅速伸入鐘罩內，塞緊橡皮塞（圖2）；
④待鐘罩內水面不再變化時，觀察鐘罩內壁及表面皿中固體顏色，取少量固體加入水中．
[分析]
（1）步驟①中足量白磷在鐘罩內燃燒的目的是    ；
（2）步驟②中加水的目的是    ；
（3）步驟③中鎂條繞城螺旋狀的目的是    ；鎂條劇烈燃燒，反應的化學方程式為    ；
（4）步驟④中鐘罩內壁及表面皿中出現淡黃色固體．加入水中，產生白色渾濁及能使濕潤紅色石蕊試紙變    色的氣體，反應的化學方程式為    ；
[結論]
鎂能在N₂中燃燒，并生成Mg₃N₂．
（5）請你判斷：2.40g鎂條在某密閉容器中完全燃燒，所得固體質量可能為    ；
[相對分子質量--Mr（MgO）：40、Mr（Mg₃N₂）：100]
A．3.33g       B．4.00g       C．3.93g       D．3.96g．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據實驗目的探究鎂條能否與氮氣反應分析白磷燃燒的目的
（2）根據減小實驗誤差分析
（3）根據繞成螺旋狀與不繞成螺旋狀受熱面積不同分析
（4）根據題中信息寫出化學方程式
（5）極端假設全部生成氧化鎂或氮化鎂，分別求出其質量．
解答：解：（1）要驗證鎂條在氮氣中能否燃燒，需將空氣中的氧氣除去，因此步驟①中足量白磷在鐘罩內燃燒的目的是 除去鐘罩內空氣中的氧氣，以便鎂條在氮氣中燃燒；
（2）步驟①結束后鐘罩內水面上升，此時鐘罩內氣壓小于外界氣壓，向鐘罩內加水是為了 使鐘罩內外氣壓一致，防止空氣進入鐘罩，影響后續（步驟③）實驗，造成偏；
（3）步驟③中鎂條繞城螺旋狀的目的是 增大受熱面積；鎂條劇烈燃燒生成氮化鎂，反應的化學方程式為  3Mg+N₂ Mg₃N₂；
（4）步驟④中鐘罩內壁及表面皿中出現淡黃色固體．此固體為氮化鎂（Mg₃N₂），能和水反應，生成Mg（OH）₂和NH₃，因此加入水中，產生白色沉淀氫氧化鎂及能使濕潤紅色石蕊試紙變 藍色的氣體氨氣，反應的化學方程式為 Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑；
（5）設2.4g鎂全部與氧氣反應，則生成氧化鎂的質量為=4g   設2.4g鎂全部與氮氣反應生成氮化鎂，則生成的氮化鎂的質量為=3.33g
因此2.4g鎂燃燒生成的固體質量應大于3.33g小于4g，故選CD
故答案為：（1）除去鐘罩內空氣中的氧氣，以便鎂條在氮氣中燃燒
（2）使鐘罩內外氣壓一致，防止空氣進入鐘罩，影響后續（步驟③）實驗，造成偏差
（3）增大接觸面積、積聚熱量    3Mg+N₂ Mg₃N₂
（4）藍    Mg₃N₂+6H₂O═3Mg（OH）₂+2NH₃↑
（5）CD
點評：本題主要考查學生獲取信息并運用信息的能力，解答本題的關鍵是要充分理解鎂的性質，只有這樣才能對問題做出正確的判斷．