Question

某科學興趣小組查閱資料得知鎂可在氮氣中燃燒生成氮化鎂（Mg₃N₂），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

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，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

 

．寫出紅磷在氧氣中燃燒的化學方程式

 

；
（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化學方程式：①鎂與氧氣反應：

 

；②鎂與氮氣反應：

 

．

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并寫出反應的方程式；
（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）根據實驗結論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；磷和氧氣點燃生成五氧化二磷，反應的方程式為：4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；
（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分別為：2Mg+O₂

點燃  .

2MgO；3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂．
故答案為：（1）除去廣口瓶中的氧氣，便于觀察實驗現象；4P+5O₂

點燃  .

2P₂O₅；
（2）小于；
（3）2Mg+O₂

點燃  .

2MgO；3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂．

點評：本題屬于信息題的考查，可以依據題目提供的信息結合磷燃燒，鎂的燃燒等相關的知識進行分析得出結論，難度不大．