Question

10．某科學(xué)興趣小組查閱資料得知鎂可在氮氣中燃燒生成Mg₃N₂，設(shè)計了如下方案進(jìn)行驗證．
步驟l：用盛水的水槽、無底的廢廣口瓶、燃燒匙、蒸發(fā)皿、橡皮塞等裝配成如圖所示的裝置．另準(zhǔn)備一只有一根銅絲穿過的橡皮塞，銅絲末端固定一根鎂條．
步驟2：引燃燃燒匙中足量的紅磷，塞好橡皮塞．待充分冷卻，觀察到廣口瓶內(nèi)水面上升的體積約占瓶內(nèi)水面原上方空間的$\frac{1}{5}$左右．
步驟3：往水槽中加水使廣口瓶內(nèi)外水面相平．點燃鎂條，更換橡皮塞，鎂條在廣口瓶內(nèi)繼續(xù)燃燒，發(fā)出紅光，放出熱量．待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升．
（1）步驟2的目的是除去廣口瓶中的氧氣，便于觀察實驗現(xiàn)象．
（2）在步驟3“待冷卻后廣口瓶內(nèi)水位繼續(xù)上升”是由于瓶內(nèi)氣壓小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）外界氣壓．
（3）根據(jù)上述實驗和你所學(xué)的知識，請寫出鎂在空氣中燃燒時的有關(guān)化學(xué)方程式：2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗?zāi)康目梢灾�道是驗證氮氣可以和鎂反應(yīng)的，所以要排除氧氣干擾實驗現(xiàn)象，據(jù)此可以完成該題的解答；
（2）廣口瓶中的水位上升，說明瓶內(nèi)外產(chǎn)生了壓強(qiáng)差，可以據(jù)此答題；
（3）根據(jù)實驗可得出鎂可以和氮氣反應(yīng)，故可以寫出化學(xué)方程式．

解答 解：（1）氧氣可以和鎂反應(yīng)，所以要能夠準(zhǔn)確的判斷出鎂確實與氮氣發(fā)生了反應(yīng)，必須先排除氧氣的干擾；
（2）廣口瓶中的水位上升，說明瓶內(nèi)的壓強(qiáng)小于外界大氣壓，由于氧氣已被消耗掉，所以同時也說明了鎂和氮氣發(fā)生了反應(yīng)；
（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷鎂在空氣中可以和氧氣及氮氣發(fā)生反應(yīng)，所以可以寫出這兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式．
故答案為：（1）除去廣口瓶中的氧氣，便于觀察實驗現(xiàn)象；
（2）小于；
（3）2Mg+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO；3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．

點評 根據(jù)實驗步驟來判斷實驗?zāi)康氖俏覀儽匦杈邆涞哪芰�，也是解決實驗探究題的方法之一，在平時的學(xué)習(xí)過程中要注意加強(qiáng)這方面的培養(yǎng)與訓(xùn)練．