Question

10．某科学兴趣小组查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成Mg₃N₂，设计了如下方案进行验证．
步骤l：用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配成如图所示的装置．另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条．
步骤2：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞．待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的$\frac{1}{5}$左右．
步骤3：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平．点燃镁条，更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，发出红光，放出热量．待冷却后广口瓶内水位继续上升．
（1）步骤2的目的是除去广口瓶中的氧气，便于观察实验现象．
（2）在步骤3“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）外界气压．
（3）根据上述实验和你所学的知识，请写出镁在空气中燃烧时的有关化学方程式：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 （1）根据实验目的可以知道是验证氮气可以和镁反应的，所以要排除氧气干扰实验现象，据此可以完成该题的解答；
（2）广口瓶中的水位上升，说明瓶内外产生了压强差，可以据此答题；
（3）根据实验可得出镁可以和氮气反应，故可以写出化学方程式．

解答 解：（1）氧气可以和镁反应，所以要能够准确的判断出镁确实与氮气发生了反应，必须先排除氧气的干扰；
（2）广口瓶中的水位上升，说明瓶内的压强小于外界大气压，由于氧气已被消耗掉，所以同时也说明了镁和氮气发生了反应；
（3）根据实验现象可以判断镁在空气中可以和氧气及氮气发生反应，所以可以写出这两个反应的化学方程式．
故答案为：（1）除去广口瓶中的氧气，便于观察实验现象；
（2）小于；
（3）2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

点评 根据实验步骤来判断实验目的是我们必需具备的能力，也是解决实验探究题的方法之一，在平时的学习过程中要注意加强这方面的培养与训练．