Question

某校研究性學習小組用右圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗．先將鎂條燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%．
（1）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】氮氣是怎樣減少的呢？
【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．氮化鎂中氮元素的化合價為

 

．鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂，該反應的化學方程式

 

．
（2）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

分析：空氣成分探究實驗的變形，把熟悉紅磷換成了性質活潑的金屬鎂．藥品的更換而使實驗中的現象出現異常，對異常現象的分析及造成異常現象出現原因的分析，生成了對燃燒的重新認識．

解答：解：（1）若鎂條象紅磷一樣，只消耗空氣中的氧氣，則此探究實驗會得出和使用紅磷一樣的實驗結果：進入水的量不超過空氣中氧氣所占的體積分數21%．
故答：21；

【假設二】由于實驗中得到進入水的體積約為70%，也就是說瓶中氣體大量被消耗，消耗達70%，即不但消耗完氧氣還應該消耗了大量的氮氣．在對氮氣減小原因的猜測上，除被鎂條消耗外，再作出其他猜測時，受氮氧化物的啟發可以猜測氮氣被氧氣消耗形成易溶于水的物質，等等．
故答：氮氣與氧氣發生反應而減少（只要答到符合初中學生已有知識水平和經驗的合理假設，如氮氣與瓶內的其它物質反應而減少等均給分．）；

【查閱資料】根據氮化鎂的化學式Mg₃N₂計算其中N元素化合價，根據化合物中正負元素化合價代數和為零，鎂為+2份，假設N元素化合價為x，則有：（+2）×3+x×2=0  x=-3．
故答：-3；2Mg+CO₂

點燃  .

C+2MgO；

（2）在題中，會發現鎂條不但可以在氮氣中發生燃燒而且可以在二氧化碳氣體中燃燒，與我們所熟悉的燃燒需要氧氣不同．
故答：燃燒不一定有氧氣參加（或燃燒也可以是置換反應；二氧化碳不能滅火；二氧化碳在一定條件下還能支持燃燒等．合理均可）．

點評：實驗室探究空氣成分不選擇鎂做燃料，因為鎂條燃燒時不但消耗氧氣而且還會消耗空氣中的氮氣．