Question

15．某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验．
（1）请写出镁条与氧气反应的化学方程式2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO．
（2）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律．我不同意（“同意”或“不同意”）小明的观点，因为空气中的氧气和镁反应生成了氧化镁．
（3）小红按如图1装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体．
【提出问题】黄色固体是什么呢？
【查阅资料】①氧化镁为白色固体；
②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg₃N₂）固体；
③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．
【做出猜想】黄色固体是Mg₃N₂
【实验探究】请设计实验，验证猜想

实验操作	实验现象及结论[
把黄色固体放入试管中，加入适量的水，在试管口放湿润的红色石蕊试纸	实验现象：产生气泡，红色石蕊试纸变蓝； 实验结论：黄色固体是Mg3N2

（4）为了证明镁可在氮气中燃烧生成氮化镁，小红又设计了如下方案进行验证．
步骤①：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2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五分之一左右．
步骤③：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平；点燃镁条，迅速更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，放出热量；待冷却后广口瓶内水位继续上升．
A．步骤②的目的是使氧气完全反应．写出红磷在氧气中燃烧的化学方程式4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅
B．在步骤③“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于（选填“大于”“小于”或“等于”）外界气压
C．写出镁在氮气中燃烧生成氮化镁的化学方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂
【反思与交流】
（5）空气中N₂的含量远大于O₂的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却大于Mg₃N₂．请给出合理的解释相同条件下，镁更容易和氧气反应．

Answer 1

分析 化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和．                                
化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变，原子质量不变．

解答 解：（1）镁条与氧气反应的化学方程式为：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO．
故填：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO．
（2）小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律．我不同意小明的观点，因为空气中的氧气和镁反应生成了氧化镁．
故填：不同意；空气中的氧气和镁反应生成了氧化镁．
（3）设计实验，验证猜想如下表所示：

实验操作	实验现象及结论
把黄色固体放入试管中，加入适量的水，在试管口放湿润的红色石蕊试纸	实验现象：产生气泡，红色石蕊试纸变蓝； 实验结论：黄色固体是Mg3N2

（4）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五分之一左右；
步骤②的目的是使氧气完全反应，红磷在氧气中燃烧的化学方程式为：4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
在步骤③“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于外界气压；
镁在氮气中燃烧生成氮化镁的化学方程式为：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
故填：五分之一；使氧气完全反应；4P+5O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P₂O₅；小于；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
（5）空气中N₂的含量远大于O₂的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却大于Mg₃N₂，合理的解释是相同条件下，镁更容易和氧气反应．
故填：相同条件下，镁更容易和氧气反应．

点评 化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变，这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础．