Question

某校化學興趣小組同學做鎂帶在空氣中燃燒的實驗時，發(fā)現(xiàn)白色生成物中混有少量淡黃色固體．針對這一現(xiàn)象，他們開展了如下實驗探究．請仔細閱讀并完成下列探究報告．
探究目的：探究鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生的淡黃色固體是鎂與空氣中什么物質(zhì)反應產(chǎn)生的？
分析猜想：分析空氣中各種成分，尋找猜想依據(jù)．
干燥空氣中各組分氣體的體積分數(shù)大約是：氮氣

78

%，氧氣

21

%，稀有氣體0.94%，二氧化碳0.03%，其他氣體和雜質(zhì)0.03%
已學知識：氧氣與鎂反應生成的氧化鎂是白色固體．
查閱資料：稀有氣體化學性質(zhì)穩(wěn)定，一般不與其它物質(zhì)反應．
猜想1：可能是鎂與氮氣反應生成淡黃色固體．
猜想2：可能是鎂與二氧化碳反應生成淡黃色固體．
猜想3：可能是鎂與

水蒸氣

生成淡黃色固體．
實驗一：鎂帶與氮氣的反應
（一）獲取氮氣
（1）把空氣除塵凈化，除去二氧化碳和水蒸氣，液化后再蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮氣．這種方法屬于

物理

（選填“物理”或“化學”）方法．但在實驗室里空氣不易被液化．
（2）如圖是獲取氮氣的方法及裝置．用燃燒法除去空氣（已除去二氧化碳、水蒸氣和雜質(zhì)）中的氧氣從而得到較純凈的氮氣，燃燒匙內(nèi)選用的物質(zhì)最好是

C

．
A．木炭       B．蠟燭C．紅磷  D．鐵絲
（二）燃燒鎂帶，觀察現(xiàn)象
將鎂帶打磨光亮，點燃，伸入盛氮氣的集氣瓶中，瓶內(nèi)壁附著一層淡黃色的固體．
（三）實驗結(jié)論：鎂與氮氣在點燃的條件下發(fā)生化合反應生成淡黃色的氮化鎂（Mg₃N₂）．
該反應的化學方程式是

3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂

．
實驗二：將燃著的鎂帶伸入盛二氧化碳的集氣瓶中，鎂帶劇烈燃燒，瓶內(nèi)出現(xiàn)白色固體和黑色固體．生成的黑色固體物質(zhì)的化學式是

C

．
實驗結(jié)論：鎂在空氣中燃燒產(chǎn)生的淡黃色固體是鎂與空氣中的

氮氣

反應產(chǎn)生的．
反思與評價：通過上述的實驗及所學知識，你對燃燒的條件有什么新的認識？

物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與

．
拓展與遷移：

不能

（填“能”或“不能”）用鎂條代替紅磷完成測定空氣中氧氣含量的實驗，理由是

鎂條不但能夠和氧氣反應，而且能夠和氮氣反應，所以若用鎂條來代替紅磷完成測定空氣中氧氣含量的實驗，則會由于消耗了氮氣而得出錯誤的結(jié)論

．

Answer 1

分析：分析猜想：根據(jù)空氣中各氣體的體積分數(shù)進行解答；
猜想3：根據(jù)空氣中的成分來作出猜想；
實驗一：（一）（1）根據(jù)題意，把空氣液化，然后蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮氣，根據(jù)是否有新物質(zhì)生成，確定利用的是物理方法還是化學方法．
（2）將空氣中氧氣除去得到較純凈的氮氣，所選除氧劑要具備以下特征：①本身能夠在空氣中燃燒；②本身的狀態(tài)為非氣體；③生成的物質(zhì)為非氣態(tài)．可以據(jù)此結(jié)合題給的選項進行解答；
（三）根據(jù)題給的信息可以寫出該鎂和氮氣反應的化學方程式；
實驗二：CO₂與鎂發(fā)生了置換反應，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以確定生成的黑色固體的成分．
實驗結(jié)論：綜合上述實驗可以知道，反應中產(chǎn)生的黃色固體為鎂條和氮氣反應生成的；
反思與評價：根據(jù)上述實驗可以知道，物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與，可以據(jù)此解答該題；
拓展與遷移：鎂條不但能夠和氧氣反應，而且能夠和氮氣反應，可以據(jù)此解答該題．

解答：解：分析猜想：根據(jù)空氣中各氣體的體積分數(shù)可以知道，氮氣占空氣總體積的78%，氧氣占空氣總體積的21%；
猜想3：根據(jù)空氣中的成分可以知道，在空氣中含有水蒸氣，所以該淡黃色固體可能是鎂和水蒸氣反應生成的；
實驗一：（一）（1）把空氣液化，然后蒸發(fā)，先蒸發(fā)出來的氣體就是氮氣，分離過程中沒有新物質(zhì)生成，屬于物理方法；
（2）A、木炭在空氣中能夠燃燒生成二氧化碳氣體，雖除去氧氣，而增加了新的氣體二氧化碳，盡管水能吸收二氧化硫，由于二氧化碳的溶解度較小，所以不能被全部吸收，所以不能得到較純凈的氮氣，故A錯誤；
B、蠟燭燃燒產(chǎn)生了二氧化碳和水，所以不能得到純凈的氮氣，故B錯誤；
C、紅磷燃燒生成了白色固體，所以能夠?qū)⒀鯕獬�去而得到較純凈的氮氣，故C正確；
D、鐵絲只能在純氧中燃燒而不能在空氣中燃燒，所以不能除去氧氣，故D錯誤；
故選C．
（三）鎂與氮氣在點燃的條件下發(fā)生化合反應生成淡黃色的氮化鎂（Mg₃N₂），該反應的化學方程式為：3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂；
實驗二：將燃著的鎂帶伸入盛CO₂的集氣瓶中，鎂帶劇烈燃燒，瓶內(nèi)出現(xiàn)白色固體和黑色固體．CO₂與鎂發(fā)生了置換反應，生成物為氧化鎂和碳，黑色固體物質(zhì)是碳．．
實驗結(jié)論：綜合上述實驗可以知道，反應中產(chǎn)生的黃色固體為鎂條和氮氣反應生成的；
反思與評價：根據(jù)上述實驗可以知道，物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與；
拓展與遷移：鎂條不但能夠和氧氣反應，而且能夠和氮氣反應，所以若用鎂條來代替紅磷完成測定空氣中氧氣含量的實驗，則會由于消耗了氮氣而得出錯誤的結(jié)論．
故答案為：分析猜想：78；21；
猜想3：水蒸氣；
實驗一：（一）（1）物理；
（2）C．
（三）3Mg+N₂

點燃  .

Mg₃N₂；
實驗二：C．
實驗結(jié)論：氮氣；
反思與評價：物質(zhì)的燃燒不一定有氧氣參與；
拓展與遷移：不能；鎂條不但能夠和氧氣反應，而且能夠和氮氣反應，所以若用鎂條來代替紅磷完成測定空氣中氧氣含量的實驗，則會由于消耗了氮氣而得出錯誤的結(jié)論．

點評：本題難度較大，考查同學們新信息獲取、處理及靈活運用所學化學知識進行分析問題、解決問題的能力．