20.
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+O
2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO.
(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,认为这个反应不遵循质量守恒定律.我不同意(“同意”或“不同意”)小明的观点,因为因为镁和氧气的总质量等于氧化镁的质量,因此燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量.
(3)小红按图1装置改进实验,验证了质量守恒定律,却发现产物中还有少量黄色固体.
【提出问题】黄色固体是什么呢?
【查阅资料】①氧化镁为白色固体;
②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg
3N
2)固体;
③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.
【做出猜想】黄色固体是Mg
3N
2【实验探究】请设计实验,验证猜想
实验操作 | 实验现象及结论 |
把一定量的氮化镁放入试管中,然后加入适量的水,把湿润的红色石蕊试纸放在试管口 | 有大量气泡冒出,湿润的红色石蕊试纸变蓝,因此黄色固体是Mg3N2 |
(4)为了证明镁可在氮气中燃烧生成氮化镁,小红又设计了如下方案进行验证.
步骤①:用盛水的水槽、无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞
等装配成如图2所示的装置;另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞,铜丝末
端固定一根镁条.
步骤②:引燃燃烧匙中足量的红磷,塞好橡皮塞;待充分冷却,观察
到广口瓶内水面上升的体积约占瓶内水面原上方空间的$\frac{1}{5}$左右.
步骤③:往水槽中加水使广口瓶内外水面相平;点燃镁条,迅速更换橡皮塞,镁条在广口瓶内继续燃烧,放出热量;待冷却后广口瓶内水位继续上升.
A.步骤②的目的是使氧气充分反应.写出红磷在氧气中燃烧的化学方程式4P+5O
2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P
2O
5B.在步骤③“待冷却后广口瓶内水位继续上升”是由于瓶内气压小于(选填“大于”“小于”或“等于”)外界气压
C.写出镁在氮气中燃烧生成氮化镁的化学方程式3Mg+N
2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg
3N
2【反思与交流】
(5)空气中N
2的含量远大于O
2的含量,而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却大于Mg
3N
2.请给出合理的解释氧气比氮气活泼,相同条件下以和氧气反应为主.