Question

某校研究性學習小組用如圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗．當燃燒停止、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%．請回答：
（1）如圖A儀器的名稱是

 

；冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是

 

．
（2）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(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中有氮氣．
【發(fā)現(xiàn)問題】氮氣是怎么減少的呢？
【作出假設(shè)】氮氣與鎂條反應而減少．
【查閱資料】鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體．請你寫出該反應的化學方程式

 

，氮化鎂中氮元素的化合價為

 

價．
【交流反思】通過上述探究，你對燃燒的有關(guān)知識有了什么新的認識？（寫一條即可）

 

．

Answer 1

分析：通過審題可知該題根據(jù)課本中探究空氣中氧氣含量的實驗裝置改變而成，那么該實驗的原理與課本中的類似，如果鎂只和空氣中氧氣反應，則進入集氣瓶中的水也應該不超過21%，但現(xiàn)象卻是70%，那說明鎂還與空氣中的另一種氣體反應，又知空氣中氮氣所占比例最大，占78%，其次是氧氣占21%；二氧化碳和其它氣體僅占1%左右．通過資料它與氮氣也發(fā)生燃燒反應，那說明燃燒不一定需要氧氣．

解答：解：（1）基本儀器之一燒杯；原因同課本中“探究空氣中氧氣含量”實驗原理相同，固體燃燒消耗了集氣瓶內(nèi)的氣體，使瓶內(nèi)的壓強減小
   （2）如果只和空氣中氧氣反應那么不會超過21%，因為空氣中氧氣占21%；“鎂條在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂）固體”由化學方程式書寫步驟可寫出；鎂通常顯+2價，在化合物中，化合價的代數(shù)之和為0，可計算出氮化合價．通過此實驗可知，燃燒不一定需要氧氣；氮氣也未必不支持燃燒
故正確答案：
（1）燒杯；鎂條燃燒消耗了集氣瓶內(nèi)的氣體，使瓶內(nèi)的壓強減小
（2）21
【查閱資料】3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂；-3
【交流反思】燃燒不一定都需要有氧氣參加（或氮氣也能支持某些物質(zhì)的燃燒）

點評：本題以課本中“用紅磷燃燒來探究空氣中氧氣含量”為基點，換成“鎂在空氣中燃燒”的實驗探究，激發(fā)了學生的知識的靈活使用和知識的遷移轉(zhuǎn)換的思想，達到舉一反三的效果．