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(圖1)。

(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2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？

【查閱資料】①氧化鎂為白色固體；

②鎂能與氮氣反應生成黃色的氮化鎂(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】

實驗操作	實驗現象及結論
如圖，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。	現象：_______________。 結論：燃燒產物中含Mg3N2

【反思與交流】

①為什么在發生化學反應前后各物質的質量總和相等？請從微觀角度解釋。

___________________________________________________。

②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，為什么呢？請給出合理的解釋____________________。

【拓展延伸】

①如果用圖2裝置(氣密性良好)和藥品(足量)測定空氣中氧氣含量，該實驗所測得的氧氣體積分數_____1/5(填“大于”、“小于”或“等于”)。

②2.40g鎂條在某氧氣和氮氣的混合氣中完全燃燒，所得固體質量可能是______。

A. 3.33g B. 4.00g C. 3.28g D. 3.96g

Answer 1

【答案】 2Mg+O22MgO 部分燃燒產物散逸到空氣中 A中酚酞溶液變紅 化學反應的本質是原子重新組合的過程，反應前后原子種類、數目和質量不變 氮氣化學性質不如氧氣活潑 大于 D

【解析】(1)根據鎂和氧氣在點燃的條件下生成氧化鎂解答；

(2)根據在開發的環境中實驗，生成物可能散逸到空氣中解答；

【實驗探究】根據氮化鎂可與水反應生成氨氣，氨氣溶于水且與水反應生成氨水，氨水顯堿性解答；

【反思與交流】①根據質量守恒定律解答；

②根據氮氣的化學性質不如氧氣活潑解答；

【拓展延伸】①根據鎂能與氧氣反應也能與氮氣反應分析解答；

②極端假設全部生成氧化鎂或氮化鎂，分別求出其質量。

解：(1)鎂和氧氣在點燃的條件下生成氧化鎂，反應的化學方程式為：2Mg+O2點燃2MgO；

(2) 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：部分燃燒產物散逸到空氣中；

【實驗探究】氮化鎂可與水反應生成氨氣，氨氣溶于水且與水反應生成氨水，氨水顯堿性能使酚酞溶液變紅。故填：A中酚酞溶液變紅；

【反思與交流】①發生化學反應前后各物質的質量總和相等，從微觀角度看是：化學反應的本質是原子重新組合的過程，反應前后原子種類、數目和質量不變；

②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，原因是：氮氣化學性質不如氧氣活潑；

【拓展延伸】①如果用圖2裝置(氣密性良好)和藥品(足量)測定空氣中氧氣含量，由于鎂能與氧氣反應消耗掉空氣中的氧氣，也能與氮氣反應，消耗掉部分氮氣，因此將消耗的氮氣的體積誤認為是氧氣的體積，故該實驗所測得的氧氣體積分數大于1/5；

②設2.4g鎂全部與氧氣反應，則生成氧化鎂的質量為：2.4g÷=4g

設2.4g鎂全部與氮氣反應生成氮化鎂，則生成的氮化鎂的質量為：2.4g÷ =3.33g
因此2.4g鎂燃燒生成的固體質量應大于3.33g小于4g，故選D。