某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时.发现生成物中有黑色固体．针对这一现象.他们开展了如下探究活动．请仔细阅读并完成下列探究报告．[探究目的]探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的．[分析猜想]分析空气中各种成分.寻找猜想依据．空气成分之一:氧气.与镁反应生成的氧化镁是白色固体．空气成分之二: 化学性质很� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体．针对这一现象，他们开展了如下探究活动．请仔细阅读并完成下列探究报告．
【探究目的】探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的．
【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据．
空气成分之一：氧气，与镁反应生成的氧化镁是白色固体．
空气成分之二：

化学性质很不活泼，几乎不与其它物质反应．
空气成分之三：水蒸气，打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体．
因此猜想：可能是镁与N₂或

反应生成黑色固体．
【实验一】镁带与氮气的反应
（一）获取氮气
（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气．这种方法属于

（选填“物理”或“化学”）方法．但在实验室里空气不易被液化．
（2）以下是获取氮气的方法及装置，其中得到氮气较纯的是

．（填字母）

（二）燃烧镁带，观察现象
将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛N₂的集气瓶中，瓶内壁附着一层淡黄色的固体．
（三）实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁．用化学式将该化学反应表示出来

【实验二】将燃着的镁带伸入盛CO₂的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内出现白色固体和黑色固体．CO₂与镁发生了反应，化学方程式为 2Mg+CO₂

点燃

2MgO+C，碳是黑色的固体．
【探究结论】镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中CO₂反应产生的．
【交流与反思】如果用足量的镁替代红磷进行空气组成实验，实验测得氧气体积与氧气所占空气真实比例相比较会

（偏大、偏小或相等）

考点：实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素,化学变化和物理变化的判别,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【分析猜想】根据空气中各气体的体积分数进行解答；根据推测的成分，提出猜想；
【实验一】（一）（1）根据题意，把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气，根据是否有新物质生成，确定利用的是物理方法还是化学方法．
（2）将空气中氧气除去得到较纯净的氮气，所选除氧剂要具备以下特征：①本身能够在空气中燃烧；②本身的状态为非气体；③生成的物质为非气态．可以据此结合题给的选项进行解答；
（三）根据题给的信息可以写出该镁和氮气反应的化学方程式；
【交流与反思】镁条不但能够和氧气反应，而且能够和氮气反应，可以据此解答该题．

解答：解：【分析猜想】根据空气中各成分可以知道：稀有气体化学性质很不活泼，几乎不与其它物质反应；根据推测的成分，因此猜想：可能是镁与N₂或CO₂反应生成黑色固体；
【实验一】（一）（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气，分离过程中没有新物质生成，属于物理方法；
（2）A、硫在空气中能够燃烧生成二氧化硫气体，虽除去氧气，而增加了新的气体二氧化硫，尽管水能吸收二氧化硫，由于二氧化硫的溶解度较小，所以不能被全部吸收，所以不能得到较纯净的氮气，故错误；
B、红磷燃烧生成了白色固体，所以能够将氧气除去而得到较纯净的氮气，故正确；
C、木炭在空气中能够燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体二氧化碳，尽管水能吸收二氧化碳，由于二氧化碳的溶解度较小，所以不能被全部吸收，所以不能得到较纯净的氮气，故错误；
故选B．
（三）镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁（Mg₃N₂），该反应的化学方程式为：3Mg+N₂

点燃

Mg₃N₂；
【交流与反思】镁条不但能够和氧气反应，而且能够和氮气反应，所以若用镁条来代替红磷完成测定空气中氧气含量的实验，则会由于消耗了氮气而得出错误的结论，故实验测得氧气体积与氧气所占空气真实比例相比较会偏大．
故答案为：
稀有气体，CO₂，物理，B，3Mg+N₂

点燃

Mg₃N₂；偏大

点评：本题难度较大，考查同学们新信息获取、处理及灵活运用所学化学知识进行分析问题、解决问题的能力．

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