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(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(chǎn)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______ C+2MgO

Answer 1

【答案】分析：空氣成分探究實驗的變形，把熟悉紅磷換成了性質(zhì)活潑的金屬鎂．藥品的更換而使實驗中的現(xiàn)象出現(xiàn)異常，對異�，F(xiàn)象的分析及造成異�，F(xiàn)象出現(xiàn)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(shù)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(fā)可以猜測氮氣被氧氣消耗形成易溶于水的物質(zhì)，等等．
故答：氮氣與氧氣發(fā)生反應而減少（只要答到符合初中學生已有知識水平和經(jīng)驗的合理假設，如氮氣與瓶內(nèi)的其它物質(zhì)反應而減少等均給分．）；

【查閱資料】根據(jù)氮化鎂的化學式Mg₃N₂計算其中N元素化合價，根據(jù)化合物中正負元素化合價代數(shù)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+CO₂C+2MgO；

（2）在題中，會發(fā)現(xiàn)鎂條不但可以在氮氣中發(fā)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．