Question

某校研究性学习小组用如图装置进行镁条在空气中燃烧的实验．当燃烧停止、冷却后打开止水夹、进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．请回答：
（1）如图A仪器的名称是

 

；冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是

 

．
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的

 

%．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气．
【发现问题】氮气是怎么减少的呢？
【作出假设】氮气与镁条反应而减少．
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg₃N₂）固体．请你写出该反应的化学方程式

 

，氮化镁中氮元素的化合价为

 

价．
【交流反思】通过上述探究，你对燃烧的有关知识有了什么新的认识？（写一条即可）

 

．

Answer 1

分析：通过审题可知该题根据课本中探究空气中氧气含量的实验装置改变而成，那么该实验的原理与课本中的类似，如果镁只和空气中氧气反应，则进入集气瓶中的水也应该不超过21%，但现象却是70%，那说明镁还与空气中的另一种气体反应，又知空气中氮气所占比例最大，占78%，其次是氧气占21%；二氧化碳和其它气体仅占1%左右．通过资料它与氮气也发生燃烧反应，那说明燃烧不一定需要氧气．

解答：解：（1）基本仪器之一烧杯；原因同课本中“探究空气中氧气含量”实验原理相同，固体燃烧消耗了集气瓶内的气体，使瓶内的压强减小
   （2）如果只和空气中氧气反应那么不会超过21%，因为空气中氧气占21%；“镁条在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg₃N₂）固体”由化学方程式书写步骤可写出；镁通常显+2价，在化合物中，化合价的代数之和为0，可计算出氮化合价．通过此实验可知，燃烧不一定需要氧气；氮气也未必不支持燃烧
故正确答案：
（1）烧杯；镁条燃烧消耗了集气瓶内的气体，使瓶内的压强减小
（2）21
【查阅资料】3Mg+N₂

点燃  .

Mg₃N₂；-3
【交流反思】燃烧不一定都需要有氧气参加（或氮气也能支持某些物质的燃烧）

点评：本题以课本中“用红磷燃烧来探究空气中氧气含量”为基点，换成“镁在空气中燃烧”的实验探究，激发了学生的知识的灵活使用和知识的迁移转换的思想，达到举一反三的效果．