Question

【題目】某興趣小組為驗證質量守恒定律，做了鎂條在空氣中燃燒的實驗。

（1）請寫出鎂條與氧氣反應的化學方程式________.

（2）小明認為根據質量守恒定律，燃燒產物的質量應大于反應物鎂條的質量。鎂條完全燃燒后，稱量發現石棉網上的燃燒產物質量反而比反應前鎂條質量小，其主要原因是________

（3）小紅按圖1裝置改進實驗，驗證了質量守恒定律，卻發現產物中還有一些黃色固體。

（提出問題）黃色固體是什么呢？

（查閱蜜料）①氧化鎂為白色固體。

②鎂條能在氮氣中燃燒生成黃色的氮化鎂(Mg3N2)固體。

③氮化鎂可與水反應生成氨氣，氨氣能使酚酞溶液變紅。

（做出猜想）黃色固體為Mg3N2

（實驗探究）按照圖2所示，取燃燒產物于燒杯B中，加入適量水，然后用大燒杯罩住小燒杯A和B。觀察到________現象，得出結論是燃燒產物中含Mg3N2。

（反思與交流）空氣中N2的含量遠大于O2的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO卻遠多于Mg3N2，請給出合理的解釋________。

（拓展延伸）

為了證明鎂可在氮氣中燃燒生成氮化鎂，小紅又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、橡皮塞等裝配如圖3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。

步驟③：往水槽中加水使廣口瓶內外水面相平；點燃鎂條，迅速更換橡皮塞，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________。

②寫出鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂的化學方程式：________。

③2.40g鎂條在空氣中完全燃燒，所得全部固體質量不可能是________。

A 3.33g B 4.00g C 3.90g D 3.96g

Answer 1

【答案】2Mg+O22MgO 部分氧化鎂擴散到了空氣中 酚酞試液變紅色 相同條件下，鎂更容易和氧氣反應 使氧氣完全反應 3Mg+N2Mg3N2 AB

【解析】

（1）鎂條與氧氣反應生成氧化鎂，反應的化學方程式為：2Mg+O22MgO；

（2）根據質量守恒定律，燃燒產物的質量應大于反應物鎂條的質量，鎂條完全燃燒后，稱量發現石棉網上的燃燒產物質量反而比反應前鎂條質量小，其主要原因是部分反應產物擴散到空氣中，即反應過程中部分氧化鎂擴散到了空氣中；

（3）實驗探究：

根據“氮化鎂可與水反應生成氨氣，氨氣能使酚酞溶液變紅”可知，使用過程中酚酞試液變紅色，說明B中產生了氨氣，進一步說明燃燒產物中含Mg3N2；

反思與交流：

空氣中N2的含量遠大于O2的含量，而鎂條在空氣中燃燒生成的MgO卻遠多于Mg3N2，這是因為相同條件下，鎂更容易和氧氣反應；

拓展延伸：

①步驟②的目的是使氧氣完全反應；

②鎂在氮氣中燃燒生成氮化鎂，反應的化學方程式為： 3Mg+N2Mg3N2；

③設2.40g鎂和氧氣反應生成氧化鎂質量為x，和氮氣反應生成氮化鎂質量為y。

x=4g；

y≈3.33g；

由以上計算可知，2.40g鎂條在某氧氣和氮氣的混合氣中完全燃燒時，所得固體質量大于3.33g，小于4g。故選AB。